VOYNA / 4-1-3

2. АВТОМАТИЧЕСКАЯ ЗАВЯЗКА ТРАЕКТОРИИ ЦЕЛЕЙ.

Единичные отметки, являющиеся результатом первичной обработки радиолокационной информации, дают лишь приближенные сведения о действительном положении целей. По одиночной отметке нельзя принять решение об обнаружении траектории и тем более оценить такие параметры, как скорость, курс, ускорение цели и т.д.

Вторичная обработка информации о воздушной обстановке состоит в обнаружении траекторий целей по данным нескольких обзоров станции. Основными ее задачами, кроме того, являются: оценка параметров движения целей; вычисление координат текущего и упрежденного положений целей; привязка вновь полученных отметок к обнаруженным траекториям (трассам).

При вторичной обработке информации используются алгоритмы, полученные методами математической статистики. Обнаружение и оценка параметров движения целей осуществляется на основе различных гипотез о законах движения целей.

Траектории движения аэродинамических целей (самолетов, крылатых ракет и т.д.) обычно представляются в виде совокупности участков с прямолинейным равномерным движением и участков маневра. На всех участках используются полиномиальная модель движения цели. Считается, что на ограниченном промежутке времени каждая координата цели U изменяется по закону

(2.3)

где _k (k = 0,1,..., м) - коэффициенты, определяющие траекторию.

Конкретно законы изменения координат во времени принимают следующий вид:

на участках прямолинейного полета -

(2.4)

на участках маневра -

(2.5.)

где X₀, Y₀, H₀ - начальные координаты цели;

V_x, V_y, V_H - составляющие скорости;

a_x, a_y, a_H - ускорения движения цели по каждой координате.

Представление координат маневрирующей цели полиномами степени выше второй существенных преимуществ в точности оценки параметров траектории не дает, но резко увеличивает объем вычислений.

Точный закон движения целей в процессе вторичной обработки остается неизвестным. Причиной этого является наличие помех, которыми являются ошибки измерения координат целей РЛС, ложные отметки и пропуски отметок, случайные флюктуации траекторий относительно генерального курса и др. Считается, что ошибки измерения, координат цели распределены по нормальному закону с плотностям:

(2.6.)

где _D , _ - известные значения среднеквадратических ошибок измерения дальности и азимута цели.

Ложные отметки возникают случайно, независимо одна от другой из-за наличия шумов приемника РЛС, и равномерно распределены в пределах всей зоны обзора РЛС. На единицу площади приходится

,

ложных отметок ( - плотность ложных отметок, отм/с).

В АСУ войск ПВО СВ основные задачи вторичной обработки информации решаются приближенными способами с использованием упрощенных алгоритмов. Главное требование к таким алгоритмам - это обеспечение необходимой точности сопровождения при минимальном рабочим времени и минимальной сложности реализации алгоритмов на ЭВМ.

Автоматическое обнаружение (автозахват) траекторий (трасс) целей является первым этапом вторичной обработки информации. Один из возможных способов автозахвата иллюстрируется на рис.2.4.

Предположим, что в зоне обзора станции обнаружена отметка А₁ которая не может быть отнесена ни к одной сопровождаемой траектории. Она принимается за первую отметку траектории новой цели. Ввиду того, что за период обзора Т_о цель не может переместиться на большое расстояние, вторую отметку следует ожидать в пределах кольца с внутренним R_min и внешним R_max радиусами, рассчитываемыми по формулам:

Рис. 2.4. Схема автозахвата траектории цели

;

где V_min, V_max - минимальная и максимальная скорости сопровождаемых целей.

При выборе значения скорости V_min, учитывается, что с ее увеличением возрастает вероятность не обнаружения малоскоростных целей (например, вертолетов, аэростатов). В то же время с уменьшением V_min в особенности в случаях, когда V_min равна нулю, резко увеличивается количество ложных траекторий за счет захвата отражений местных предметов. Значение скорости V_max в основном определяется требованиями, предъявляемыми к системе управления зенитными комплексами. В окончательных значениях R_min и R_max принимаются во внимание и возможные ошибки обнаружения координат цели радиолокационной станцией _D и . В связи с необходимостью учета большого числа факторов в АСУ предусматривают несколько пар радиусов R_min и R_max, конкретные значения которых выбирается боевым расчетом в зависимости от складывающихся условий (типы сопровождаемых целей, позиция РЛС, уровень помех работе станций, точность измерения координат целей и др.).

Кольцо, образованное радиусами R_min и R_max, имеет площадь

и называется стробом первичного захвата. В очередном обзоре станции в него могут попасть несколько, отметок цели, например А’, A’’, A’’’. Причем каждая из отметок должна рассматриваться как вторая отметка. возможной траектории. По координатам двух отметок уже можно вычислить составляющие скорости каждой из возможных целей:

.

Составляющие скорости нужны для расчета ожидаемых (экстраполированных) координат цели в третьем обзоре (на рис.2.4 экстраполированные положения цели обозначены буквой В) Так для третьего обзора имеем:

(2.7)

Вокруг экстраполированных отметок В_э', В_э'’, В_э'’’, можно построить новые стробы S₂’, S₂’’, S₂’’’, которые обычно имеют круговую или прямоугольную форму. Размер стробов определяется в основном ошибками измерения координат цели _D,  и возможным ее отклонением за время Т_о от прямолинейного курса.

Если в третьем обзоре в какую-то область S₂ попадает отметка цели А₃, то ее относят к обнаруживаемой траектории.

Таким образом, в течение ряда обзоров в памяти ЭВМ производится накопление данных о предполагаемой траектории цели и выполняются оперении логической обработки информации. Процесс "привязки" новых отметок продолжается до тех пор, пока не будет выполнен критерий обнаружения траектории или критерий сброса необнаруженной траектории. При выполнении критерия обнаружения траектории этап автозахвата заканчивается и начитается этап автосопровождения цели. Физически это означает перезапись данных о цели из массива памяти алгоритма автосопровождния. Если выполнился критерий необнаружения, то производится очистка зоны памяти алгоритма автозахвата.

В качестве критериев автозахвата используются рассмотренные в п. 2.1 логики "k/l". Типовыми критериями являются "две из двух" и "три из четырех при обязательной второй". Алгоритм автозахвата по, критерию "2/2" рекомендуется использовать только при работе по низколетящим и баллистическим целям, то есть в условиях остроге дефицита времени. В остальных случаях более выгодно является применение алгоритма, основанного на логике "3/4", поскольку он обеспечивает меньшую вероятность захвата ложной траектории. Дальнейшее увеличение числа анализируемых обзоров нежелательно ввиду возрастания цикла управления АСУ.