VOYNA_1 / 4-2

4. СБОР И ОБОБЩЕНИЕ ДАННЫХ О ВОЗДУШНОЙ ОБСТАНОВКЕ

Данные о воздушной обстановке, поступающие от одного источника, как правило, не дают полной картины о положении и характере действий целей и своих самолетов. Возможности радиолокационной станции по ведению разведки определяются не только по ее тактико-техническими характеристиками, но и зависят от занимаемой позиции радиоэлектронного противодействия противника, технического состояния аппаратуры, уровня подготовленности боевого расчета и других факторов. Поэтому полное представление о воздушной обстановки можно получить лишь в результате обобщения данных, поступающих с нескольких автоматизированных РЛС, связанных со станциями пунктов обработки информации.

Состав и форма представления данных, поступающих на пункты сбора информации, в разных системах управления могут существенно отличаться. В качестве примера рассмотрим один из нескольких типов сообщений, 'выдаваемых РЛС на машину обработки информации, структура которого показана на рис.2.9. В этом сообщении наряду с координатами цели X, Y и Н содержится и время локации t₁, а также признаков характеризующих цель (ПП, ПГ), точность измерения координат (ПРС, ПНС), режим работы РЛС (ПТ) и системы передачи данных (ПОП).

Обработка поступающих данных начинается с распаковки сообщения и записывается в отдельную ему зону памяти оперативного запоминающего устройства. Дальнейшая обработка собранной информации производится в соответствии с алгоритмом, схема которого показана на рис. 2.10.

1	2	3	4	5	6	7	8	9	...	16	17	...	24	25	...	36	37	...	48
ПОП	ПРС		ПНС	ПГ	ПП		ПТ	tл			Н(ПЭ)			X			Y

Содержание передаваемых данных:

ПОП - признак оповещения (ПОП=1, если в кодограмме передаются X и Y);

ПРС - признак ручного съёма координат цели (ПРС=1, если съём ручной);

ПНС - признак немодулированного сигнала (ПНС=1, если РЛС работает в режиме

немодулированного сигнала);

ПГ - признак групповой цели (ПГ=1, если цель групповая);

ПП - признак принадлежности цели (ПП=01, если «чужой» и 10 или 11, если «свой»);

ПТ - признак текущего обзора (через обзор РЛС ПТ изменяется с 0 на 1, с 1 на 0);

tл - время локации цели (цена мл. разряда 0,16с; макс. значение 40с);

Н(ПЭ)- высота цели (цена мл. разряда 200м, макс. значение 51км), признак эшелона высоты (позиционный код четырёх эшелонов высоты);

X - координата цели X (цена мл. разряда 100м, макс. значение 204,7км);

Y - координата цели Y (цена мл. разряда 100м, макс. значение 204,7км);

Рис. 2.9 Пример сообщения о воздушной обстановке (кодограмма №1)

Н

Рис. 2.10. Схема алгоритма решения задач сбора и обобщения информации о воздушной обстановке.

еобходимость пересчета координат целей возникла в связи с тем, что каждый пункт управления работает в своей собственной системе координат, связанной с подчиненным источником информации. Началу координат соответствует центр экрана индикатора. Пересчет координат позволяет совместить данные нескольких источников и на этой основе решать остальные задачи обобщения информации.

В АСУ ПВО СВ применяются несколько способов приведения данных единой системе координат. Выбор способа зависит от того, в каком звене управления применяется АСУ и какое максимальное расстояние может быть между источниками информации. При больших взаимных удаленьях источников может сказываться кривизна Земли. Оценим возникающие при этом ошибки пересчета координат целей.

Пусть в точках А и В расположены два источника информации, каждый из которых работает в прямоугольной топографической систе­ме координат: ось Х направлена вдоль осевого меридиана зоны карты на север, ось Х - на восток, ось Н -вверх перпендикулярно поверх­ности земного геоида, причем начало отсчета соответствует уровню Балтийского моря. На рис. 2.11 дуга МN представляет собой разрез земной поверхности вертикальной плоскостью, проходящей через пункты А и В.

Расстояние между пунктами А и В мало по сравнению с радиусом Земли Rз, поэтому угол φ является малым. Из рис.2.11 видно, что если вместо дуги 1, равной АВ .будет взята прямая АС касательная в точке А, то горизонтальное расстояние между точками А и В будет измерено с ошибкой

= AC – АB = Rз tgφ -1

Длину дуги l найдём по формуле 1 = Rз φ

Разлагая tgφ в ряд и пренебрегая ввиду малости φ членами выше третьей степени, получим

tg φ = φ+1/3 φ³

Тогда ошибка определения горизонтального расстояния между точками А и В составит

(2.13)

Угол САВ, образованный касательной и хордой в точке А, равен 1/2φ . В силу малости отрезок ∆Н можно рассматривать как дугу радиуса l.

Тогда (2.14)

Результаты расчета ∆1 и ∆Н представлены в таблице 2.2.

Таблица 2.2

Рис. 2.11. К определению ошибок пересчета координат цели.

Ошибки расчета координат целей

l,км	∆l, м	∆Н, м
20 50 100 200 500	0,065 1,02 8,14 65 1020	3,12 19,5 780 3120 19500

И

Рис. 2.12. Взаимосвязь систем координат.

з сравнения полученных данных можно сделать вывод, что замена сферы Земли плоскостью, касательной земной поверхности, может производиться в радиусе 200…250 км. При этом ошибка ∆l не превосходит 65.. 90 м. При радиусе зоны больше 300 км из-за значительной погрешности использование систем прямоугольных координат недоступно. Ошибка в определении повышений одной точки над другой ∆Н при отсутствии поправки на кривизну Земли значительно даже при небольших расстояниях между пунктами.

Перерасчёт координат целей производиться в два этапа (рис.2.12). Предположим, источником информации о воздушной обстановке является передающий пункт (ПП), а потребителем – пункт управления.

Измеряются координаты цели в системе координат с центром в точке ПП. Как видно из рис. 2.12, положение цели характеризуется вектором дальности D_пп На пункте управления этой же цели будет соответствовать другой вектор D_пп(),начинающийся из точки ПУ.

Расстояние ПП от ПУ характеризуется вектором горизонтального параллакса .Для перехода от Dпп к Dпу можно использовать векторное управление

однако предварительно необходимо найти вектор параллакса П. Это оказывается несложной задачей, если известны координаты точек ПП (Хпп, Yпп) и ПУ (Хпу, Yпу) в единой системе координат, связанной с некоторой условной точкой УТ. Ввиду того, что

модно записать

Следовательно,

Полученное векторное уравнение можно решать как на пункте уп­равления, так и на пункте передачи, если при решении известны ко­ординаты всех трех точек (УТ, ПУ и ПП). Поскольку пункты управле­ния и передачи информации в основном работают в движении, непре­рывная выдача информации в канал связи их текущих координат явля­ется нецелесообразной. Двухэтапное решение задачи пересчета данных о воздушной обстановке в единую систему координат состоит в том, что на первом этапе вектор _пу преобразуется в вектор , а на втором векторе пересчитывается в искомый вектор _пу. В аналитической форме имеем:

= _пп + П_пп; _пу = - _пу.

Таким образом, на передающем пункте три координаты цели преобразуются по формулам:

Х_ц = Х_ц^ПП +Х_пп; У_ц = +У_пп; Н_ц = Н_ц^ПП + Н_пп,

а на приемном - Х_ц^пу = Х_ц – Х_пу, У_ц^пу = У_ц – У_пу, Н_ц^пу = Н_ц – Н_пу.

Прямоугольные координаты условной точки доводятся до всех пунктов управления боевым распоряжением. Текущие координаты ПП ПУ определяются с помощью аппаратуры топопривязки, устанавливаемой на объектах АСУ. Разность этих координат и есть Х_пп, У_пп, Н_пп и Х_пу, У_пу, Н_пу.

При обмене данными о воздушной обстановке в пределах армии или фронта для учета кривизны Земли на командные пункты и пункты управления передается номер координатной зоны условной точки в картографической системе Гаусса - Крюгера. Номера зон ПП и ПУ также учитываются в измененном алгоритме пересчета координат це­ли. Общий порядок решения задачи преобразования координат цели при обмене информацией между ПУ подчиненного звена СКП следующий:

• по известным прямоугольным координатам условных точек ПУ и СКП и номерам зон карт определяется географические координаты условных точек - широта долгота и вертикаль к поверхности земного эллипсоида;

• по географическим координатам рассчитываются коэффициенты пересчета координат цели К₁₁…К₁₄, К₂₁…К₂₄, которые учитывают взаимный разворот осей смещение центров систем координат, связанных с двумя условными точками;

• коэффициенты пересчёта используются в формулах преобразования координат цели в единую систему координат пункта сбора данных о воздушной обстановке.

Рис. 2.13. К решению задачи приведения информации о воздушной обстановке к единому времени.

= К₂₂Х_ц^ПП + К₂₁У_ц^ПП + К₂₃Н_ц^ПП + К₂₄; (2.15)

У_ц^ПУ = К₁₂Х_ц + К₁₁ (У_ц^ПП)’ + К₁₃(Н_ц^ПП)' + К₁₄ + σ.

Здесь (У_ц^ПП)' и (Н_ц^ПП)' отличаются от измеренных передающих пунктов координат У_ц^ПП и Н_ц^ПП поправочными коэффициентами; σ - дополнительный поправочный коэффициент.

При сборе и обобщении информации о воздушной обстановке в связи с асинхронной работой радиолокационных станций возникает задача приведения данных о целях к единому времени. Действительно механическое смешивание данных, получаемых в различные моменты времени, не повышает, а понижает точность усредненных координат. При решении данной задачи всегда какой-то один источник информации считается основным, а остальные - вспомогательными. Время поступления очередного сообщения о цели от основного источника является исходной точкой отсчета, по отношению к которой измеряется опережение или запаздывание поступления данных остальных источников.

Предположим, на автоматизированный командный пункт поступают данные об одной и той же цели от основного (И1) и вспомогательного (И2) источников информации (рис.2.13). Каждый источник выдает текущие координаты цели. Данные задерживаются в канале связи, однако среднее время задержки t_кс для обоих источников одинаково и пренебрежимо мало (обычно t_кс составляет. 0,1... 0.01 с). Моменты поступления сообщений из канала связи t_п1 и t_п2 фиксируются путем считывания и запоминания показания электронного датчика времени КП. Из рис.2.13 видно, что имеет место запазды­вание данных источника И2 по отношению к источнику И1 на величину

t _зап = t _п2 – t _п1.

Приведение данных о цели к единому времени состоит в компен­сации этого запаздывания. Приведенные по времени относительно t_п1 координаты цели второго источника рассчитываются по формулам:

Х_пр^И2 = Y^И2 + V_Y^И2 t _ЗАП

Y_пр^И2 = Y^и2 + V_Y^И2 t зап; (2.16)

Н_пр^И2 = Н^И2 + Vн^И2 t зап;

где Х^И2 ,Y ^И2, Н^И2 - текущие координаты цели, переданные вспомогательным источником; Vx^И2, Vу^И2, Vн^И2- составляющие скорости цели, рассчитанные источником И2.

Необходимость решения задачи отождествления отметок цели вызвана тем, что источники информации могут выдавать данные как для одних и тех же, так и о разных целях. Разделение отметок позволяет усреднять координаты целей, которые сопровождаются одновременно несколькими источниками. Выявление новых целей, только входящих в объединенную зону обнаружения группировки средств ПВО позволяет своевременно поставить задачи подчиненным по ведению разведки воздушного противника.

При решении задачи отождествления выгодных целей применяются методы стробирования параметров траектории, аналогичные рассмотренным в п.2.3. Данные одного, наиболее надежного и точного, источника информации принимаются за основу. По отношению к каждой выдаваемой этим источником цели производится проверка условий попадания целей других источников в стробы отожествления:

|| < Х_стр, || < Y_стр;

|| < Н_стр;

где Х_i ⁽⁰⁾, Y_i ⁽⁰⁾, Н_i ⁽⁰⁾ - текущие координаты отожествляемой цели по данным основного источника информации; Х_i ^(j), Y_i ^(j), Н_i ^(j) - текущие координаты отождествляемой цели по данным j-го вспомогательного источника; Х_стр, Y_стр, Н_стр - размеры строба отождествления по координатам Х, У, Н.

Предварительно все координаты должны быть пересчитаны в единую систему координат и к единому времени.

Более надежное отождествление имеет место, если кроме координат сравниваются и составляющие скорости и характеристики цели при сравнении составляющих скорости используются неравенства

где Vх_i⁽⁰⁾,Vу_i⁽⁰⁾Vн_i⁽⁰⁾ - составляющие скорости цела по координатам X, Y, Н по данным i-го основного источника;

Vx_i^(j),Vy_i^(j),Vн_i^(j) - составляющие скорости цели по коорди­натам X, У, Н по данным j-го вспомогательного источника;

Vx_стр,Vy_стр,Vн_стр - размеры строба отождествления по составляющим скорости V_х, V_y и V_н.

При сравнении характеристик цели проверяется .совпадение приз­наков цели: свой (ПП), групповой (ПГ), маневрирующий (ПМ), постановщик помех (ППом) и т. д. Другими словами, проверяется справед­ливость равенств :

ПП_i⁽⁰⁾=ПП_i^(j) ПГ_i⁽⁰⁾=ПГ_i^(j)

ПМ_i⁽⁰⁾=Пм_i^(j) ППом_i⁽⁰⁾⁼ПП_i^(j)

Следует отметить, что размеры стробов в АСУ, как правило, изменяются от одного цикла решения задачи отождествления к другому. Размеры строба зависят от точности вспомогательного источника информации, наличия пропусков отметок цели. Характера движения цели и т.д. . в АСУ конкретные значения Х_стр, У_стр, Н_стр считываются из ряда хранящихся в памяти чисел в зависимости от поступивших команд операторов нот результатов проверки выполнения нескольких условии (цель маневрирует или не маневрирует, съем координат автоматически или автоматизированный и пр.).

В каждой АСУ решение задачи отождествления целей имеет некоторые особенности, которые учитывают специфику источников и потребителей о воздушной обстановке.