Способ координатной идентификации объектов

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано при создании средств комплексной разведки объектов. Достигаемый технический результат - повышение достоверности идентификации объектов за счет уточнения экстраполированных оценок координат в обоих каналах и параметра идентификации с использованием дополнительно определяемых вероятностей появления полезных и ложных оценок координат, а также дисперсий отклонения ложных оценок от экстраполированных оценок координат в первом информационном канале. Указанный результат достигается за счет того, что дополнительно определяют вероятности появления полезных и ложных оценок координат, а также дисперсии отклонения ложных оценок от экстраполированных оценок координат в первом канале, которые используют для уточнения экстраполированных оценок координат в обоих каналах и параметра идентификации. Уточнение экстраполированных оценок координат и параметра идентификации достигается в результате весового объединения экстраполированных оценок, рассчитанных при гипотезе о появлении полезных оценок координат, с аналогичными оценками, рассчитанными при гипотезе о появлении ложных оценок координат с известными статистическими характеристиками. 2 ил.

 

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано при создании средств комплексной разведки объектов.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу (прототипом) является способ координатной идентификации объектов (см., например, Скрынников В.Г., Терентьев С.В. Навигационно-связной метод идентификации // Радиотехника, 1997. №7. С. 107-111), основанный на двухканальном измерении координат наблюдаемого объекта, запоминании оценок координат в первом канале, экстраполяции оценок координат в обоих каналах, причем экстраполяцию во втором канале осуществляют относительно времени экстраполяции оценок координат в первом канале, запоминании экстраполированных оценок координат, вычислении параметра идентификации и его сравнении с пороговым значением.

К основным недостаткам прототипа относится существенное снижение достоверности идентификации объектов при увеличении интенсивности потока ложных оценок координат в одном из информационных каналов (например, в первом канале), обусловленных действием на его входе неразделяемых по направлению, частоте и времени действия «мешающих» сигналов от других объектов.

Техническим результатом изобретения является повышение достоверности идентификации объектов за счет уточнения экстраполированных оценок координат в обоих каналах и параметра идентификации с использованием дополнительно определяемых вероятностей появления полезных и ложных оценок координат, а также дисперсий отклонения ложных оценок от экстраполированных оценок координат в первом информационном канале.

Указанный результат достигается тем, что в известном способе, основанном на двухканальном измерении координат наблюдаемого объекта, запоминании оценок координат в первом канале, экстраполяции оценок координат в обоих каналах, причем экстраполяцию во втором канале осуществляют относительно времени экстраполяции оценок координат в первом канале, запоминании экстраполированных оценок координат, вычислении параметра идентификации и его сравнении с пороговым значением, дополнительно определяют вероятности появления полезных и ложных оценок координат, а также дисперсии отклонения ложных оценок от экстраполированных оценок координат в первом канале, с использованием которых уточняют экстраполированные оценки координат в обоих каналах и параметр идентификации.

Сущность изобретения заключается в том, что в отличие от известного способа в предлагаемом способе дополнительно определяют вероятности появления полезных и ложных оценок координат, а также дисперсии отклонения ложных оценок от экстраполированных оценок координат в первом канале, которые используют для уточнения экстраполированных оценок координат в обоих каналах и параметра идентификации. Уточнение экстраполированных оценок координат и параметра идентификации достигается в результате весового объединения экстраполированных оценок, рассчитанных при гипотезе о появлении полезных оценок координат, с аналогичными оценками, рассчитанными при гипотезе о появлении ложных оценок координат с известными статистическими характеристиками. Это обеспечивает достижение заданного технического результата, а именно повышение достоверности идентификации объектов.

Определение вероятностей появления полезных и ложных оценок координат, а также дисперсии отклонения ложных оценок от экстраполированных оценок координат может быть выполнено, например, известным способом, приведенным в монографии «Радзиевский В.Г., Сирота А.А. Теоретические основы радиоэлектронной разведки. 2-е изд., испр. и доп. М.: Радиотехника, 2004. 432 с.» на 314 странице.

Заявляемый способ включает в себя следующие этапы:

1. Измерение первым каналом в некоторый момент времени τv координат i-го наблюдаемого объекта. В результате формируется вектор y v i оценок координат, точность которых характеризуется корреляционной матрицей Dy.

2. Измерение вторым каналом в некоторый момент времени tk координат j-го наблюдаемого объекта. В результате формируется вектор z k j оценок координат, точность которых характеризуется корреляционной матрицей Dz.

3. Запоминание вектора y v i оценок координат i-го объекта в первом канале.

4. Определение вероятности Р(А) появления полезных оценок, вероятности Р(В) появления ложных оценок, а также корреляционной матрицы S отклонения ложных оценок от экстраполированных оценок координат в первом канале.

5. Экстраполяция на момент времени τv+1v+1≥τv и τv+1≥tk) оценок координат объектов в обоих каналах и вычисление корреляционных матриц ошибок экстраполяции в соответствии с выражениями

где y ˜ v + 1 i , y ˜ v + 1 j - векторы экстраполированных оценок координат объектов в первом и втором каналах; R ˜ v + 1 y y , R ˜ v + 1 y z - корреляционные матрицы ошибок экстраполированных оценок координат объектов в первом и втором каналах; Н - матрица коэффициентов связей известного вида; Ф ( t ; t 1 ) , Q ( t ; t 1 ) - динамическая матрица и матрица случайных возмущений известного вида, значения элементов которых зависят от интервала времени ( t ; t 1 ) ; x ^ v i , x ^ k j - векторы сглаженных оценок координат объектов в первом и втором каналах, вычисляемые известным способом (см., например, Тихонов В.И., Харисов В.Н. Статистический анализ и синтез радиотехнических устройств и систем. М.: Радио и связь, 1991. С. 375); R v i , R k j - корреляционные матрицы ошибок сглаженных оценок координат объектов в первом и втором каналах; т - символ транспонированной матрицы.

6. Запоминание векторов y ˜ v + 1 i , y ˜ v + 1 j экстраполированных оценок и корреляционных матриц R ˜ v + 1 y y , R ˜ v + 1 y z ошибок экстраполированных оценок координат i-го объекта в первом и j-го объекта во втором каналах.

7. Вычисление параметра идентификации Parv в соответствии с выражением

где y n i - запомненный в момент времени τnn≤τv) в первом канале вектор оценок координат i-го объекта; y ˜ n j , y ˜ n i , R ˜ n y z , R ˜ n y y - запомненные в первом и втором каналах векторы экстраполированных на момент времени τn оценок координат и корреляционные матрицы ошибок экстраполированных оценок координат объектов.

8. Сравнение параметра идентификации Parv с предварительно запомненным пороговым значением P a r v 0 , которое вычисляется в соответствии с выражением

где KV{p(x|Kv);F} - квантиль плотности вероятностей p(x|Kv) случайной величины х по уровню F; F - заданная вероятность ошибки идентификации объектов первого рода; Kv=v·ny - число степеней свободы плотности вероятностей p(х|Kv); ny - размер вектора y v i Г(…) - гамма функция.

В результате сравнения параметра идентификации с пороговым значением формируется решение wv об идентификации (wv=1), либо не идентификации (wv=0) i-го и j-го объектов в соответствии с выражением

Описанные этапы циклически повторяются по мере измерения информационными каналами координат i-го и j-го объектов.

Способ может быть реализован, например, с помощью устройства, первым информационным каналом которого является станция радиотехнической разведки, а вторым каналом - радиолокационная станция. Структурная схема данного устройства приведена на фигуре 1, где обозначено: 1 - приемник станции радиотехнической разведки; 2.1 и 2.2 - блоки экстраполяции координат; 3.1 и 3.2 - запоминающие устройства; 4 - синхронизатор; 5 - блок вычисления параметра идентификации; 6 - пороговое устройство; 7 - приемник радиолокационной станции.

Приемник станции радиотехнической разведки 1 предназначен для обнаружения сигналов радиоэлектронных средств, измерения их координат (дальностей и азимутов), вычисления сглаженных оценок координат радиоэлектронных средств, определения вероятностей появления полезных и ложных оценок координат, а также дисперсий отклонения ложных оценок от экстраполированных оценок координат.

Блоки экстраполяции координат 2.1 и 2.2 предназначены для вычисления экстраполированных оценок координат объектов, наблюдаемых станцией радиотехнической разведки и радиолокационной станцией соответственно, а также дисперсий ошибок экстраполированных оценок координат с использованием выражений (1)-(4).

Запоминающее устройство 3.1 предназначено для оперативного запоминания текущих оценок координат, измеряемых станцией радиотехнической разведки, экстраполированных оценок и дисперсий ошибок экстраполированных оценок координат, вычисляемых блоком экстраполяции координат 2.1, а также выдачи указанных величин в блок вычисления параметра идентификации 5, выдачи в пороговое устройство 6 пороговых значений параметра идентификации.

Запоминающее устройство 3.2 предназначено для оперативного запоминания экстраполированных оценок и дисперсий ошибок экстраполированных оценок координат, вычисляемых блоком экстраполяции координат 2.2, и их выдачи в блок вычисления параметра идентификации 5.

Синхронизатор 4 предназначен для обеспечения согласованной во времени работы элементов устройства.

Блок вычисления параметра идентификации 5 предназначен для вычисления значения параметра идентификации с использованием выражения (5).

Пороговое устройство 6 предназначено для формирования решения об идентификации объектов, наблюдаемых станцией радиотехнической разведки и радиолокационной станцией, с использованием выражения (8).

Приемник радиолокационной станции 7 предназначен для обнаружения отраженных от объектов радиолокационных сигналов, измерения координат (дальностей и азимутов) объектов и вычисления сглаженных оценок координат объектов.

Устройство работает следующим образом. В результате обработки входных радиосигналов приемник станции радиотехнической разведки 1 по сигналам синхронизатора 4 формирует текущие и сглаженные оценки координат наблюдаемого объекта, а с использованием экстраполированных оценок координат объекта, поступающих из блока экстраполяции координат 2.1, определяет вероятности появления полезных и ложных оценок координат, а также дисперсии отклонения ложных оценок от экстраполированных оценок координат объекта. С выхода приемника станции радиотехнической разведки 1 текущие и сглаженные оценки координат поступают в блок экстраполяции координат 2.1, а текущие оценки координат еще и в запоминающее устройство 3.1. Вероятности появления полезных и ложных оценок координат, дисперсии отклонения ложных оценок от экстраполированных оценок координат поступают в блоки экстраполяции координат 2.1 и 2.2, а также в блок вычисления параметра идентификации 5, где используются для уточнения экстраполированных оценок координат и параметра идентификации. Вычисленные в блоке экстраполяции координат 2.1 экстраполированные оценки координат поступают в запоминающее устройство 3.1 и в приемник станции радиотехнической разведки 1, а дисперсии ошибок экстраполированных оценок координат - в запоминающее устройство 3.1.

В результате обработки отраженных радиолокационных сигналов приемник радиолокационной станции 7 по сигналам синхронизатора 4 формирует сглаженные оценки координат наблюдаемого объекта. С выхода приемника радиолокационной станции 7 указанные сглаженные оценки координат поступают в блок экстраполяции координат 2.2, где по сигналам синхронизатора 4 с учетом различий темпов обновления информации в станции радиотехнической разведки и радиолокационной станции вычисляются экстраполированные оценки и дисперсии ошибок экстраполированных оценок координат объекта. Вычисленные величины поступают в запоминающее устройство 3.2.

По сигналам синхронизатора 4 в блок вычисления параметра идентификации 5 из запоминающих устройств 3.1 и 3.2 поступают совокупности текущих и экстраполированных оценок координат объектов, а также дисперсии ошибок экстраполированных оценок координат, запомненные на всех тактах функционирования устройства. Указанные совокупности, наряду с вероятностями появления полезных и ложных оценок координат, а также дисперсиями отклонения ложных оценок от экстраполированных оценок координат объекта, используются для вычисления параметра идентификации. С выхода блока вычисления параметра идентификации 5 значение параметра идентификации поступает в пороговое устройство 6, на второй вход которого из запоминающего устройства 3.1 поступает пороговое значение параметра идентификации. В пороговом устройстве 6 в результате сравнения указанных величин формируется решение об идентификации (не идентификации) объектов, наблюдаемых станцией радиотехнической разведки и радиолокационной станцией. На последующих тактах функционирования устройства решение об идентификации этих объектов формируется аналогичным образом.

Для определения эффективности предлагаемого способа оценивались следующие показатели:

- вероятность P E I ошибки идентификации объектов при использовании прототипа;

- вероятность PE ошибки идентификации объектов при использовании предлагаемого способа;

- относительное уменьшение δРЕ вероятности ошибки идентификации объектов при использовании предлагаемого способа, рассчитываемое в соответствии с выражением

Показатели P E I и РЕ оценивались путем проведения статистических испытаний с использованием имитационной модели станции радиотехнической разведки, приведенной в монографии «Радзиевский В.Г., Сирота А.А. Теоретические основы радиоэлектронной разведки. 2-е изд., испр. и доп. М.: Радиотехника, 2004. 432 с.», и имитационной модели радиолокационной станции, приведенной в учебном пособии «Авиационные радиолокационные комплексы и системы: учеб. для слушателей и курсантов ВУЗов ВВС / под ред. П.И. Дудника. М.: ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 2006. 1112 с.», при одинаковых типовых начальных условиях.

На фигуре 2 приведен график зависимости величины δРЕ от числа тактов v измерения станцией радиотехнической разведки координат наблюдаемого объекта для значения интенсивности потока ложных оценок координат в станции радиотехнической разведки 0,1 с-1. Из анализа графика, приведенного на фиг. 2, видно, что применение предлагаемого способа приводит к существенному уменьшению вероятности ошибки идентификации объектов по мере увеличения числа тактов измерения станцией радиотехнической разведки координат наблюдаемого объекта. Так, например, для v>5 тактов вероятность ошибки идентификации объектов при использовании предлагаемого способа уменьшается более чем на 20%.

Предлагаемое техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений не известен способ координатной идентификации объектов, основанный на дополнительном определении вероятностей появления полезных и ложных оценок координат, а также дисперсии отклонения ложных оценок от экстраполированных оценок координат в первом канале, которые используют для уточнения экстраполированных оценок координат в обоих каналах и параметра идентификации.

Предлагаемое техническое решение имеет изобретательский уровень, поскольку из опубликованных научных данных и известных технических решений явным образом не следует, что использование дополнительно определяемых вероятностей появления полезных и ложных оценок координат, а также дисперсий отклонения ложных оценок от экстраполированных оценок координат в первом информационном канале, повышает достоверность идентификации объектов.

Предлагаемое техническое решение промышленно применимо, так как для его реализации могут быть использованы элементы, широко распространенные в области радиоэлектроники.

Способ координатной идентификации объектов, основанный на двухканальном измерении координат наблюдаемого объекта, запоминании оценок координат в первом канале, экстраполяции оценок координат в обоих каналах, причем экстраполяцию во втором канале осуществляют относительно времени экстраполяции оценок координат в первом канале, запоминании экстраполированных оценок координат, вычислении параметра идентификации и его сравнении с пороговым значением, отличающийся тем, что дополнительно определяют вероятности появления полезных и ложных оценок координат, а также дисперсии отклонения ложных оценок от экстраполированных оценок координат в первом канале, с использованием которых уточняют экстраполированные оценки координат в обоих каналах и параметр идентификации.



 

Похожие патенты:
Заявляемые технические решения относятся к области радиолокации. Достигаемый технический результат в первом варианте - исключение перегрузки устройств при распознавании трасс целей и ложных трасс.

Предлагаемое устройство относится к области радиолокации, в частности к системам, предназначенным для распознавания различия между неподвижными и подвижными объектами, а также для определения величины и знака доплеровской частоты.

Изобретение относится к области наблюдения движущихся судов радиолокационными станциями и предназначено для сопровождения траектории судна путем оценки его координат и вектора скорости движения.

Изобретение относится к системам для обнаружения объектов путем отражения от его поверхности радиоволн и может быть использовано в радиолокации для распознавания класса цели.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиолокации. .

Изобретение относится к системам и способам для ослабления влияния ветровых турбин на расположенную вблизи радарную систему. .

Изобретение относится к системам распознавания протяженных целей и может быть использовано для определения класса цели. .

Изобретение относится к системам для обнаружения объекта путем отражения от его поверхности радиоволн. .

Изобретение относится к системам для обнаружения объекта путем отражения от его поверхности радиоволн и может быть использовано в радиолокации для распознавания протяженной по дальности цели.

Изобретение относится к радиоэлектронным системам сопровождения интенсивно маневрирующих целей, в частности к следящим дальномерам и угломерам бортовых РЛС. Достигаемый технический результат - обеспечение бессрывного сопровождения интенсивно маневрирующих целей с высокоточным оцениванием производных третьего и четвертого порядка при малом числе используемых измерителей. Указанный результат достигается за счет того, что сигнал наблюдений координат состояния подается на вход многоступенчатого фильтра, представляющего собой серию последовательно соединенных фильтров нарастающей размерности (n≥2), каждый из которых формирует оценки, используемые в следующем фильтре в качестве измерений, согласно соответствующему алгоритму. 6 ил.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при создании многопозиционных комплексов радиотехнического наблюдения. Достигаемым техническим результатом изобретения является повышение точности определения местоположения источников квазинепрерывного широкополосного сигнала комплексом радиотехнического наблюдения и уменьшение времени местоопределения источников радиоизлучения. Способ заключается в: приеме антенной решеткой квазинепрерывного широкополосного сигнала на каждой приемной позиции комплекса радиотехнического наблюдения, формировании интервалов наблюдения длительностью tн, на которых рассчитывается корреляционная матрица сигналов Rxx(m) входной реализации квазинепрерывного широкополосного сигнала по определенной формуле, расчете разностной корреляционной матрицы сигналов ΔRxx(m)=Rxx(m)-Rxx(m+l), расчете определителя разностной корреляционной матрицы с последующим формированием и нормированием зависимости для построения линий положений; вычислении взаимной корреляционной функции зависимости по соответствующей формуле, определении разности хода для каждой позиции по максимуму огибающей взаимной корреляционной функции системой взаимной корреляционной обработки, оценке координат источника квазинепрерывного широкополосного сигнала разностно-дальномерным способом на основе анализа временной зависимости определителя разностно-корреляционных матриц сигналов формируемых в элементах антенных решеток приемных пунктов комплекса радиотехнического наблюдения. 5 ил.

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано при создании средств комплексной разведки объектов. Достигаемый технический результат - повышение достоверности идентификации объектов за счет уточнения экстраполированных оценок координат в обоих каналах и параметра идентификации с использованием дополнительно определяемых вероятностей появления полезных и ложных оценок координат, а также дисперсий отклонения ложных оценок от экстраполированных оценок координат в первом информационном канале. Указанный результат достигается за счет того, что дополнительно определяют вероятности появления полезных и ложных оценок координат, а также дисперсии отклонения ложных оценок от экстраполированных оценок координат в первом канале, которые используют для уточнения экстраполированных оценок координат в обоих каналах и параметра идентификации. Уточнение экстраполированных оценок координат и параметра идентификации достигается в результате весового объединения экстраполированных оценок, рассчитанных при гипотезе о появлении полезных оценок координат, с аналогичными оценками, рассчитанными при гипотезе о появлении ложных оценок координат с известными статистическими характеристиками. 2 ил.

Наверх