Верба В.С. - Авиационные комплексы радиолокационного дозора и наведения (Системы мониторинга) - 2008

Рис. 8.26

При формировании на этапе проектирования управляемых режимов функ­ ционирования существуют неопределенности условий взаимодействия АК РЛДН с потребителями, динамики изменения параметров воздушной и помеховой об­ становки и ошибок их идентификации. Поэтому в интересах обоснования ми­ нимально достаточного множества специальных режимов функционирования АК РЛДН из исходного множества альтернатив технически реализуемых ре­ жимов Ωρ необходимо решить следующую задачу:

где - выбранная система предпочтений;

множество ошибок идентификации в комплексе для прогнозируемых внешних условий , ограниченное возможностями технической реализации.

Учитывая требование многофункциональности SK , для задания г исполь­

, элементы которого от­

ражают качество решения информационных задач пт в интересах заданного

перечня потребителей. Тогда процесс формирования на основе исходного множества альтернатив можно определить как

С учетом фактических ошибок идентификации внешних условий вы­ бор элементов необходимо осуществлять следующим образом:

метров, не влияющих на правомерность выбора альтернатив, а подмножество

характеризует прогнозируемые степени определенности знаний о параметрах внешних условий работы на различных (к+1)-этапах применения.

При наличии ресурсных ограничений (по энергетике, располагаемом вре­ менном и вычислительном ресурсах бортового РТК, ограничениям на измене­ ние управляемых параметров и др.) в комплексе и существенно нелинейной за­ висимости реализуемых характеристик ВИП от значений изменяемых парамет­ ров может обеспечиваться только частичная управляемость комплекса, когда

значения управляемых величин не достигают заданных значений

в надсистеме. Такой режим работы в условиях реального функциони­

рования является наиболее характерным.

Поэтому формирование координирующего управления учи­

тывающего располагаемый ресурс для управления информативностью, являет­ ся необходимым условием реализации потенциальных разведывательноинформационных возможностей. Это достигается путем адаптивной коррекции изменяющегося дискретно в надсистеме вектора требований, обеспечивающеего соответствующую координацию функционирования бортового РТК и влияющего на «включаемые» режимы его функционирования.

Решение данной задачи для каждого j-ro варианта применения к бортово­ му РТК сводится к нахождению скорректированного вектора требований , обеспечивающего одновременно реализацию управляемости

информативностью комплексом и максимизацию обобщенного показателя WJ:

при объективно существующих ограничениях на изменение характеристик соответствует установившемуся режиму

функционирования.

Искомый скоректированный вектор требований, определяющий значения координирующего управления бортовым РТК, определяется как

где - вектор реализуемых характеристик ВИП, вычисляемый посред­

ством решения векторно-матричных уравнений, описывающих подпространство состояний бортового РТК и определяющих динамические свойства комплекса при управлении его режимами. Матрица Cj характеризует связь текущих пере­ менных состояния комплекса Xj с частными характеристиками выдаваемой ин­ формации и влияющими на конечную эффективность в j-м варианте примене­ ния; - вектор, элементы которого определяют максимальные возмож-

ности по коррекции характеристик ВИП с учетом имеющегося в распоряжении энергетического и вычислительного ресурсов (ΔΡ3: =Р3; -Р3 ;(0), где Рз;(0) —

расходуемый ресурс РТК в начальный момент времени, P3j — общий ресурс РТК для решения j -й задачи). В результате данного представления поставленная за­ дача сводится к определению элементов вектора

где - вектор, характеризующий потенциально достижимое изменение ха­

рактеристик ВИП за счет «включения» соответствующих механизмов управле­ ния в бортовом РТК.

При таком подходе не только задается требуемая динамика функциониро­ вания АК РЛДН, но и учитывается различный вклад отдельных характеристик информативности комплекса в эффективность информационного обеспечения

ресурс) комплекса в переходном режиме и на последующем достижении мак­ симальной вероятностной гарантии конфликтноустойчивого функционирования в установившемся режиме работы. Особенно­ стью является то, что реализуемая дискретность изменения режимов функцио­ нирования будет переменной и определяется изменением в перечне обеспечиваемых потребителей идентифицируемыми параметрами внешней об­ становки, а также складывающимися условиями пространственно-временной координации решаемых задач и этапов применения АК РЛДН.

Модель динамики в пространстве переменных состояния X управляемого стохастического объекта, состоящего из множества подсистем, адекватно опи­ сывается в непрерывной форме уравнением Ланжевена [41]:

получение и исследование которого в общем виде для многомерного сущест­ венно нелинейного случая представляет неразрешимую задачу.

Поэтому на первом этапе для учета отличий в инерционности используе­ мых механизмов управления предложена динамическая модель управляемого процесса формирования информационных потоков, основанная на различных

вариантах композиции разностных уравнении состояния отдельных подсистем РТК с выделенными аддитивными составляющими реализуемых управляющих воздействий в каждом из них: . При введении nNC управляемых подсистем их динамические свойства для фиксируемых внешних условий ра­ боты из-за требований по вычисляемости оптимального управления необходи­ мо представлять по результатам идентификации различными системами разно­ стных уравнений состояния.

При существенной коррелированности характеристик ВИП в многосвяз­ ном объекте, которым является бортовой РТК, а также противоречивости влия­ ния на них физически реализуемых механизмов управления с учетом эквива­ лентности решение по окончательно выбираемой стратегии сводится к дис­ кретному управлению режимами функционирования комплекса.

Для многомерного случая при допущении оптимальности формируемой

ные параметры объекта параметры полета его самолета-носителя. Тогда иско­ мое управление информативностью комплексом должно обеспечить макси­ мальное соответствие М(С) реализуемых и требуемых характеристик ВИП при изменении перечня обеспечиваемых потребителей

и стабилизацию характеристик выдаваемой информации при эволюции пара­ метров ξ2 целевой и помеховой обстановки:

где - подмножество (вектор) представительных характеристик ин­ формативности, определяемых только «включаемыми» режимами и парамет­ рами бортового РТК; δ - бесконечно малое число.

В качестве критерия выбора текущего режима функционирования предла­ гается использовать максимизацию вероятности выполнения требований РВт:

(8.41)

где - допустимая область изменения (рассогласования) характеристик ВИП, соответствующая заданному уровню Υ3 эффективности.

Вследствие высокой динамичности параметров внешних условий и необ­ ходимости учета их влияния на эффективность взаимодействия с потребителя­ ми требуется преобразование (8.41) к минимаксному критерию:

обеспечивающему гарантированное улучшение информативности РТК при из­ менении режимов работы.

Определим множество вероятностей как

для временного интервала, соответствующего установившемуся процессу функционирования.

В соответствии с условием (8.41) выбираем из полученного множества оп­

тимальный (квазиоптимальный) режим fr , обеспечивающий гарантированный максимум эффективности взаимодействия бортового РТК с разнородными по­ требителями при наиболее сложных условиях применения.

Рассмотрим практически реализуемые на современном этапе развития ме­ ханизмы управления информативностью АК РЛДН (рис. 8.28) при построе­ нии многорежимного РТК с различными режимами зондирования (квазинепре­ рывное излучение с несколькими переключаемыми частотами повторения, ква­ зинепрерывное излучение с «медленным» (от обзора к обзору и более) переключением частот повторения импульсов («гладкий» режим), низкочас­ тотный режим излучения со сжатием ЛЧМ-сигнала) и обработки (с изменяе­ мым порогом обнаружения, критериями захвата, сброса траекторий с сопрово­ ждения, а также вариантами селекции, фильтрации и объединения измерений БРЛС и др.).

В качестве альтернативы режиму КНИ с несколькими частотами повторе­ ния импульсов (ЧПИ) с учетом пространственно-временной изменяемости ха­ рактеристик информативности можно использовать «гладкий» режим с пере­ ключением ЧПИ от оборота к обороту антенны или реже. Этот режим не обес­ печивает снятие неоднозначности измерения по дальности. Однако потенциально «гладкий» режим имеет определенные энергетические преиму­ щества и связанные с ним возможности сверхдальнего обнаружения, в частно­ сти групповых целей.

Рис. 8.28

Для повышения качества РЛИ при работе по плотным многочисленным группам над «легкими» покровами подстилающей поверхности можно исполь­ зовать низкочастотный режим излучения (НЧ-с) импульсов со сжатием прини­ маемых сигналов, реализующий однозначное измерение дальности вплоть до радиогоризонта. Для сохранения средней мощности излучения по сравнению с ВЧПИ-ш предполагается формирование импульсов с большой длительностью,

а для обеспечения требований по разрешающей способности использование внутриимпульсной модуляции. При этом управление режимами зондирования может организовываться от подсистемы вторичной обработки радиолокацион­ ной информации, что позволяет повысить устойчивость автосопровождения целей, попадающих в зону режекции.

Управление детализацией выдаваемой воздушной обстановки с различной степенью укрупнения информации (за счет группирования информации) по­ зволяет улучшить полноту и достоверность выдаваемой информации в секто­ рах с повышенной плотностью отметок. При этом происходит снижение по­ грешности оценки координат и ошибок определения скорости и курса целей, что требует учета изменяющихся требований к информативности потребителей комплекса при формировании стратегии управления.

Литература

1.Антипов В.Н., Исаев С.Α., Лавров Α.Α., Меркулов В.И. Многофункциональные радиолокаци­ онные комплексы истребителей. - М.: Воениздат, 1994.

2.Бабич В.К., Баханов Л.Е., Карпеев В.И. и др. Авиация ПВО России и научно-технический прогресс. Боевые комплексы и системы вчера, сегодня, завтра / Под ред. Е.А. Федосова. - М.: Дрофа, 2001.

3.Бортовые интеллектуальные системы. Авиационные системы. - Информационно-измери­ тельные и управляющие системы, 2006, т. 4, № 8.

4.Васильев О.В., Меркулов В.И, Карев В.М. Управляемый радиолокационный поиск воздушных целей. - Зарубежная радиоэлектроника. Успехи современной радиоэлектроники, 2002, № 1.

5.Верба B.C. Авиационный комплекс радиолокационного дозора и наведения как элемент гло­ бальной сетецентрической системы. - Радиотехника, 2008, № 9.

6.Верба B.C. Метод управления информативностью авиационного комплекса, взаимодейст­ вующего с разнородными потребителями информации. - Радиотехника, 2006, № 1.

7.Верба B.C. Обнаружение наземных объектов. Радиолокационные системы обнаружения и на­ ведения воздушного базирования. - М.: Радиотехника, 2007.

8.Верба B.C. Управление информационными возможностями многофункциональных бортовых радиолокационных комплексов. - Радиотехника, 2007, № 10.

9.Верба B.C., Вакуленко Α.Α., Дод В.Н. Принципы управления многофункциональными интег­ рированными радиоэлектронными системами в динамике конфликта со средствами радио­ электронного подавления. - Радиотехника, 2008, № 8.

10.Верба B.C., Вакуленко Α.Α., Дод В.Н. Организация конфликтно-устойчивого управления ин­ тегрированной радиоэлектронной системой в динамике конфликта со средствами радиоэлек­ тронного подавления. - Радиотехника, 2006, № 1.

11.Верба B.C., Гандурин В.А., Меркулов В.И. Живучесть авиационных комплексов радиолокаци­ онного дозора и наведения. - Информационно-измерительные и управляющие системы, 2008, т. 6,№3.

12.Верба B.C., Гандурин В.А., Меркулов В.И. Стратегические, оперативные и тактические факто­ ры, влияющие на облик авиационного комплекса радиолокационного дозора и наведения. - Информационно-измерительные и управляющие системы, 2008, т. 6, № 5.

13.Верба B.C., Гандурин В.Α., Меркулов В.И. Экономические факторы, влияющие на облик авиа­ ционного комплекса радиолокационного дозора и наведения. - Информационно-измери­ тельные и управляющие системы, 2008, т. 6, №7.

14.Верба B.C., Меркулов В.И., Самарин О.Ф. Технологические факторы, влияющие на облик авиационного комплекса радиолокационного дозора и наведения. - Информационно-измери­ тельные и управляющие системы, 2008, т. 6, № 10.

15.Викулов О.В., Добыкин В.Д., Меркулов В.И. и др. Современное состояние и перспективы раз­ вития авиационных средств радиоэлектронной борьбы. - Зарубежная радиоэлектроника. Успехи современной радиоэлектроники, 1998, № 12.

16.Гандурин В.А., Кирсанов А.П. Особенности зоны обнаружения низколетящих воздушных объектов доплеровской радиолокационной станции. - Радиотехника, 2007, № 10.

17.Гандурин В.Α., Меркулов В.И. Проблемы повышения скрытности наведения авиационных комплексов. - Фазотрон, 2008, № 1,2.

18.Гордон X. Реализация систем для ведения «сетецентрических» войн. - Мир компьютерной автоматизации: мир встраиваемых компьютерных технологий, 2007, № 6.

19.Горощенко Л.Б. Пути реализации координированного наведения и атаки несколькими истре­ бителями группы самолетов противника. - Полет, 2000, № 10.

20.Григорьев Ф.Н., Кузнецов Н.А., Серебровский Л.П. Управление наблюдением в автоматиче­ ских системах. - М.: Наука, 1986.

21.Дрогалин В.В., Ефимов В.Α., Меркулов В.И. и др. Алгоритмы оценивания координат и пара­ метров движения радиоизлучающих целей в угломерных двухпозиционных бортовых радио­ локационных системах. - Информационно-измерительные и управляющие системы, 2003, № 1.

22.Дрогалин В.В., Ефимов В.А., Меркулов В.И. и др. Способы оценивания точности определения местоположения источников радиоизлучения пассивной угломерной двухпозиционной бор­ товой радиолокационной системой. - Успехи современной радиоэлектроники, 2003, № 8.

23.Дрогалин В.В., Меркулов В.И, Чернов B.C. и др. Определение координат и параметров дви­ жения источников радиоизлучения по угломерным данным в однопозиционных бортовых ра­ диолокационных системах. - Зарубежная радиоэлектроника. Успехи современной радиоэлек­ троники, 2002, № 3.

24.Зуенко Ю., Коростелев С. Боевые самолеты России. - М.: Элакос, 1994.

25.Ильчук А.Р., Меркулов В.И, Юрчик И.А. Особенности обнаружения сигналов в бортовых РЛС при наблюдении интенсивно маневрирующих целей. - Радиотехника, 2004, № 10.

26.Канащенков А.И., Меркулов В.И., Самарин О.Ф. Многопозиционные радиолокационные сис­ темы воздушного базирования. Возможности и ограничения. - Радиотехника, 2008, № 9.

27.Кондратенков ГС, Фролов А.Ю. Радиовидение. Радиолокационные системы дистанционно­ го зондирования Земли / Под ред. ГС Кондратенкова. - М.: Радиотехника, 2008.

28.Макаев В.Е., Васильев О.В. Метод радиолокационного распознавания воздушной цели по турбинному эффекту. - Радиотехника, 2000, №11.

29.Меркулов В.И. Радиоэлектронные системы управления самолетом и оружием: учебник для слушателей и курсантов инженерных ВВУЗов ВВС. - М.: ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 2001.

30.Меркулов В.И. Улучшение разрешающей способности бортовой РЛС по углу путем траекторного управления наблюдением. - Радиотехника, 2003, № 1.

31.Меркулов В.И. Управление пассивными двухпозиционными РЛС в режиме наведения на радиоизлучающую воздушную цель. - Радиотехника, 2008, № 6.

32.Меркулов В.И., Харьков В.П. Оптимизация радиоэлектронных систем управления. Методы и алгоритмы оптимального управления. - Радиотехника, 1998, № 9.