×
26.08.2017
217.015.dcfd

Способ определения высоты цели двухкоординатной РЛС

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к радиолокации, в частности к способам определения параметров положения цели при прямолинейном равномерном движения в окрестности радиолокационной станции (РЛС), и может быть использовано для получения дополнительных данных по перемещению объектов в пространстве, в том числе высоты, при использовании двухкоординатных РЛС, осуществляющих круговой или секторный обзор пространства. Технический результат - расширение функциональных возможностей существующих двухкоординатных РЛС. Указанный результат достигается за счет того, что в двухкоординатную РЛС между блоком вторичной обработки информации и блоком индикации информации вводят блок постобработки данных траектории цели, состоящий из вычислителя, вычитателя и компаратора, на вход блока постобработки данных траектории цели из блока вторичной обработки информации поступают отфильтрованные замеры положения цели, из которых отбирают три последовательных замера, обрабатывают их в вычислителе, выбирают и сохраняют в вычитателе одно достоверное значение предполагаемой высоты цели при прямолинейной траектории, затем в случае проведения первой итерации переходят на обработку в вычислителе следующих замеров положения цели, а при проведении второй и последующих итераций в вычитателе определяют отклонение вновь полученной предполагаемой высоты от ранее вычисленной, в компараторе фиксируют отклонение, проводят оценку правильности гипотезы прямолинейности и равномерности, принимают вычисленное значение высоты, которое передают в блок индикации информации и далее переходят на обработку следующих замеров, поступивших в блок постобработки данных траектории цели. 4 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к радиолокации, в частности к способам определения параметров положения цели при прямолинейном равномерном движения в окрестности двухкоординатной РЛС, и может быть использовано для получения дополнительных данных по перемещению объектов в пространстве.

Двухкоординатные РЛС при сканировании пространства, согласно своим характеристикам, могут определять дальность до цели и пеленг, без возможности определения высоты.

Для определения высоты широко известны и описаны способы определения высоты цели по угловому положению антенны [1]. Недостатком известных способов является использование специальных трехкоординатных РЛС либо многопозиционной системы двухкоординатных РЛС. При этом наблюдается снижение потенциально достижимой точности определения координат вследствие наложения погрешностей измерения координат либо возникает необходимость большого взаимного удаления позиций для достижения требуемой точности. В работе [2] описан способ амплитудной пеленгации путем анализа огибающей сигнала по максимуму, связанной с применением высоконаправленных антенн, обеспечивающих высокую разрешающую способность по углу и необходимую дальность действия. Анализ огибающей позволяет зафиксировать максимум амплитуды сигнала и определить соответствующее ему направление на цель. Если диаграмма направленности симметрична, цель точечная и сигнал не флуктуирует, то для определения максимума достаточно найти направление середины отметки цели. Недостатком метода является малая инструментальная точность из-за слабого изменения амплитуды сигнала в окрестности максимума.

Наиболее близким является способ определения угломестной координаты низколетящей цели [3], в котором выполняется прием суммарного сигнала, отраженного от цели и подстилающей поверхности, на выходах четырех антенн, формирование дискриминационных характеристик измерителя координат в двух ортогональных плоскостях Sx и Sy и позиционирование максимума главного лепестка суммарной диаграммы направленности антенной системы измерителя координат в направлении точки проекции цели на подстилающую поверхность, при этом центры четырех антенн измерителя координат располагаются попарно симметрично в горизонтальной и вертикальной плоскостях, на одном из выходов измерителя координат формируется дополнительный сигнал. Однако необходимым условием определения угломестной координаты низколетящей цели является наличие четырех антенн.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей существующих двухкоординатных РЛС.

Технический результат достигается за счет того, что в предлагаемом способе определения высоты цели двухкоординатной РЛС, включающей блоки первичной, вторичной обработки информации и блок индикации информации, с учетом того, что в зоне действия двухкоординатной РЛС низколетящая цель, движущаяся без изменения высоты прямолинейно с равномерной скоростью, и наличия у двухкоординатных РЛС вертикальной диаграммы направленности, отличной от нуля, а координаты замеров положения цели в разные моменты времени, поступающие в блок первичной обработки информации, имеют отклонения, дополнительно в двухкоординатную РЛС между блоком вторичной обработки информации и блоком индикации информации вводят блок постобработки данных траектории цели, состоящий из вычислителя, вычитателя и компаратора, на вход блока постобработки данных траектории цели из блока вторичной обработки информации поступают отфильтрованные координаты замеров цели, из которых отбирают три последовательных замера, обрабатывают их в вычислителе и при решении

(4-L2)H4+(L2⋅(AB3)2-4K+L⋅(AB1)2)H2+(K2-L2⋅(AB1)2(AB3)2)=0,

где Н - высота цели;

АВ1, АВ2, АВ3 - известные наклонные дальности до цели трех последовательных замеров положения цели;

K=-(AB1)2+4⋅(АВ2)2-(АВ3)2;

L=2cosα;

α - разность азимутов для первого и третьего замеров положения цели,

выбирают и сохраняют в вычитателе одно достоверное значение предполагаемой высоты цели при прямолинейной траектории, затем при проведении первой итерации переходят на обработку в вычислителе следующих замеров положения цели, а при проведении второй и последующих итераций в вычитателе определяют отклонение вновь полученной предполагаемой высоты от ранее вычисленной, в компараторе фиксируют отклонение, проводят оценку правильности гипотезы прямолинейности и равномерности, принимают вычисленное значение высоты, которое передают в блок индикации информации и далее переходят на обработку следующих замеров, поступивших в блок постобработки данных траектории цели.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлен пример траекторных отклонений для низколетящей цели для разных высот в зоне видимости двухкоординатной РЛС.

На фиг. 2 представлены позиция двухкоординатной РЛС и проекция на плоскость трех последовательных замеров положений цели.

На фиг. 3 представлены позиция двухкоординатной РЛС и пространственная позиция трех последовательных замеров положений цели.

На фиг. 4 представлена схема реализации способа определения высоты цели двухкоординатной РЛС, где 1 - блок первичной обработки информации, 2 - блок вторичной обработки информации, 3 - блок индикации информации, 4 - блок постобработки данных траектории цели, 4.1 - вычислитель, 4.2 - вычитатель, 4.3 - компаратор.

Реализуется способ определения высоты цели двухкоординатной РЛС следующим образом. Эхо-сигналы от приемника РЛС поступают в блок первичной обработки информации 1 на пороговую обработку и выделения целей на фоне шумов, далее замеры положений целей поступают в блок вторичной обработки информации 2 для фильтрации замеров положений цели и определения ее траектории. Между блоком вторичной обработки информации 2 и блоком индикации информации 3 устанавливают блок постобработки данных траектории цели 4. На вход блока постобработки данных траектории цели 4 от блока вторичной обработки информации 2 поступают отфильтрованные замеры положений цели. Блок постобработки данных траектории цели 4 состоит из вычислителя 4.1, вычитателя 4.2 и компаратора 4.3.

Строится предположение, что цель движется без изменения высоты прямолинейно и равномерно, находится в горизонтальной и вертикальной зоне видимости двухкоординатной РЛС. Выдаваемые замеры располагаются в плоскости РЛС в декартовой системе координат (х,у). Также известно, что кривизна поверхности Земли влияет на прямолинейность распространяемой пространственной электромагнитной волны излучаемой РЛС. Так, угол места положения цели с учетом кривизны поверхности Земли находится из выражения:

где Н - высота цели над поверхностью Земли;

hA - высота РЛС над поверхностью Земли;

r - дальность до цели в горизонтальной плоскости нахождения РЛС;

а 3 - эквивалентный радиус Земли с учетом рефракции радиоволн в атмосфере равный 8500 км.

Тем не менее, ввиду малой дальности от цели до РЛС, влиянием эквивалентного радиуса Земли на искомый угол места цели можно пренебречь, так как вычитаемое стремится к нулю. Исходя из этого, угол места положения цели геометрически зависит только от взаимного расположения цели и РЛС.

В вычислителе 4.1 отбирают три последовательных замера положения цели. Предполагается, что траектория имеет отклонения, которые являются следствием того, что в двухкоординатных РЛС вертикальная диаграмма направленности отлична от нуля и двухкоординатная РЛС выдает наклонную дальность, что поясняется фиг. 1-3.

На фиг. 1 представлены выдаваемые замеры положения цели для низколетящей цели для разных высот в зоне видимости двухкоординатной РЛС с траекторными отклонениями, возникающими при проецировании наклонной дальности на плоскость. Как следует из рисунка, замеры положения прямолинейно движущейся цели, наблюдаемой двухкоординатной РЛС, формируют траекторию с отклонениями относительно реального перемещения цели.

Замеры положения и траекторию цели в окрестности РЛС можно представить в геометрическом виде с учетом того, что дальность до замера положения цели есть ее наклонная дальность.

На фиг. 2 представлены позиция двухкоординатной РЛС и проекция на плоскость трех последовательных замеров положения цели.

На фиг. 3 представлены позиция двухкоординатной РЛС и пространственная позиция трех последовательных замеров положения цели.

Согласно фиг. 2 и 3 взаимное расположение позиции РЛС и трех замеров положения цели представляют треугольники ΔАВ1В2 и ΔАВ2В3 с общей стороной АВ2, где AB1, АВ2 и АВ3 - известные наклонные дальности до цели трех последовательных замеров положения цели. Траектория цели образует два треугольника и . Эти треугольники имеют одну общую сторону и имеют две другие отличные стороны. При этом отрезок есть медиана для треугольника . Для того, чтобы найти углы α12 и α23, образуемые этой медианой, необходимо найти расстояние между замерами положения цели В1В2 и В2В3. Это можно выполнить с помощью нахождения разности составляющих координат (х,у) замеров положения цели и последующего применения теоремы Пифагора.

Далее, воспользовавшись теоремой косинусов, находят углы α12 и α23:

После этого находят длину медианы через две стороны и и известный азимут между первым и третьим замерами положения цели α, вычисляемый как:

α=α1223.

Отсюда квадрат медианы равен:

.

Исходя из предположения, что цель движется прямолинейно и равномерно на одной высоте (фиг. 3) на всех трех замерах, составляют следующую систему из четырех уравнений:

.

Выражают первое уравнение системы через три других:

Дальнейшее упрощение дает выражение:

Для упрощения выражения выделяют известные переменные через коэффициенты K и L:

K=-(AB1)2+4⋅(АВ2)2-(АВ3)2,

L=2cosα.

Дальнейшее последовательное упрощение уравнений дает:

,

(K-2⋅H2)2=L2⋅((AB1)22)⋅((АВ3)2-H2),

K2-4KН2+4H4=L2⋅((АВ1)2(AB3)2-(АВ3)2Н2-(AB1)2H2+H4),

K2-4KН2+4H4=L2⋅(AВ1)2(AВ3)2-L2⋅(АВ3)2Н2-L2⋅(АВ1)2Н2+L2⋅H4,

K2-4KH2+4H4-L2⋅H4-L2⋅(AB1)2(AB3)2+L2⋅(AB3)2H2+L2⋅(АВ1)2H2=0.

Для определения искомой высоты нахождения прямолинейно перемещающейся с равномерной скоростью цели в зоне видимости РЛС получают биквадратное уравнение четвертой степени вида:

(4-L2)H4+(L2⋅(AB3)2-4K+L2⋅(AB1)2)H2+(K2-L2⋅(AB1)2(AB3)2)=0.

Биквадратное уравнение четвертой степени имеет два решения, одно из которых является достоверным. Выбирают и сохраняют в вычитателе одно достоверное значение предполагаемой высоты цели при прямолинейной траектории.

При этом ввиду флуктуации передаваемых замеров положения цели в блок постобработки данных траектории цели, найденные значения высоты цели также могут флуктуировать около определенной величины. Для сглаживания флуктуаций высоты используют, например, известный фильтр Калмана.

Затем, в случае проведения первой итерации переходят на обработку в вычислителе следующих замеров положения цели, а при проведении второй и последующих итераций в вычитателе определяют отклонение вновь полученной предполагаемой высоты от ранее вычисленной. Далее, в компараторе фиксируют отклонение, проводят оценку правильности гипотезы прямолинейности и равномерности, принимают вычисленное значение высоты, которое передают в блок индикации информации и далее переходят на обработку следующих замеров, поступивших в блок постобработки данных траектории цели.

По известной высоте цели и наклонной дальности от РЛС до цели находят координаты проекции цели на горизонтальную плоскость нахождения РЛС.

Данный способ применим также для цели, находящейся в плоскости нахождения РЛС либо ниже ее уровня. Кроме того, косвенно данный способ также дает возможность судить об отсутствии или наличии маневра для наземных и надводных целей с достаточно высокой точностью.

Предлагаемый способ расширяет функциональные возможности существующих двухкоординатных РЛС и может быть осуществлен при добавлении в схему РЛС блока постобработки данных траектории цели, состоящего из вычислителя, вычитателя и компаратора.

Литература

1. Кузьмин С.З. Основы теории цифровой обработки радиолокационной информации, М., Сов. Радио, 1974. 432 с.

2. Финкельштейн М.И. Основы радиолокации: Учебник для вузов. - М.: Радио и связь, 1983. 536 с.

3. Пат. 2444750 С2 Российская Федерация, МПК G01S 5/08. Способ определения угломестной координаты низколетящей цели / Балагуровский В.А., Кондратьев А.С., Полищук Н.П.; заявитель и патентообладатель Открытое акционерное общество «Головное системное конструкторское бюро Концерна ПВО «Алмаз-Антей» им. академика А.А. Расплетина» (ОАО «ГСКБ «Алмаз-Антей») (RU) - №2010123966/07; заявл. 11.06.2010; опубл. 10.03.2012.


Способ определения высоты цели двухкоординатной РЛС
Способ определения высоты цели двухкоординатной РЛС
Способ определения высоты цели двухкоординатной РЛС
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 14.
27.02.2013
№216.012.2c8e

Способ моделирования изображений с изменяющимися корреляционными свойствами

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для обработки изображений, например для моделирования изображений, обеспечивающих исходными данными задачи проектирования аэрокосмических систем. Техническим результатом является расширение функциональных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476933
Дата охранного документа: 27.02.2013
20.02.2014
№216.012.a37b

Способ распределенного автоматизированного управления боевыми средствами и операционный пункт для его реализации

Изобретение относится к области автоматизированных систем управления вооруженными силами. Техническим результатом является повышение устойчивости, оперативности, непрерывности и скрытности управления боевыми средствами. Способ содержит этапы, на которых каждый операционный пункт принимает и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507566
Дата охранного документа: 20.02.2014
27.06.2014
№216.012.d78e

Способ снижения погрешности оценок собственных координат автономного необитаемого подводного аппарата с инерциальной навигационной системой

Изобретение относится к области навигации и может быть использовано для определения местоположения и управления движением автономных необитаемых подводных аппаратов с инерциальной навигационной системой и средствами технического зрения. Технический результат - повышение точности. Для достижения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520960
Дата охранного документа: 27.06.2014
10.02.2015
№216.013.250c

Гидролокационный способ обнаружения подвижных подводных объектов с движущейся подводной платформы

Изобретение относится к области использования систем технического зрения для обнаружения объектов и скорости их движения на гидролокационных изображениях. Техническим результатом изобретения является высокая точность определения координат объектов, окружающих подвижную подводную платформу, и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540937
Дата охранного документа: 10.02.2015
10.07.2015
№216.013.60bf

Способ проводки морских и речных судов по заданному курсу

Изобретение относится к области навигации и предназначено для обеспечения портов, судоходных каналов, водных путей рек, озер и морей надежным навигационным средством, позволяющим осуществлять автоматическую проводку судов в сложных навигационных условиях. Техническим результатом предлагаемого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556309
Дата охранного документа: 10.07.2015
20.04.2016
№216.015.36b1

Способ измерения пространственных координат цели в многопозиционной системе двухкоординатных рлс

Изобретение относится к радиолокации и может быть применено для измерения пространственных координат цели, включая высоту цели, при использовании двухкоординатных радиолокационных станций (РЛС), определяющих пеленг и дистанцию до цели, объединенных в многопозиционную систему РЛС. Достигаемый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002581706
Дата охранного документа: 20.04.2016
12.01.2017
№217.015.649a

Способ приема многочастотного манипулированного цифрового сигнала

Изобретение относится к технике электросвязи и может использоваться для передачи информации по проводным и беспроводным линиям связи. Технический результат - повышение скорости передачи информации. Для этого в способе, основанном на одновременной фильтрации, детектировании и формировании...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002589360
Дата охранного документа: 10.07.2016
13.01.2017
№217.015.7527

Способ автоматизированного управления боевыми средствами

Изобретение относится к области автоматизированных систем управления вооруженными силами. Технический результат при осуществлении изобретения - обеспечение оперативности и непрерывности управления боевыми средствами в системе распределенного управления операционными пунктами в условиях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002598587
Дата охранного документа: 27.09.2016
04.04.2018
№218.016.2f2f

Перестановочный декодер с режимом обучения

Перестановочный декодер с режимом обучения относится к технике связи и может использоваться при проектировании новых и модернизации существующих систем обмена данными с применением блоковых помехоустойчивых кодов. Техническим результатом является повышение производительности декодера....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644507
Дата охранного документа: 12.02.2018
25.06.2018
№218.016.6736

Система автоматического управления движением судна

Изобретение относится к области автоматического управления движением судов при их динамическом позиционировании при решении задач поиска и обследования подводных объектов, характеризующихся частой сменой точек позиционирования. В систему автоматического управления движением (САУД) судна вводят...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002658469
Дата охранного документа: 21.06.2018
Показаны записи 1-10 из 18.
27.02.2013
№216.012.2c8e

Способ моделирования изображений с изменяющимися корреляционными свойствами

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для обработки изображений, например для моделирования изображений, обеспечивающих исходными данными задачи проектирования аэрокосмических систем. Техническим результатом является расширение функциональных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476933
Дата охранного документа: 27.02.2013
20.02.2014
№216.012.a37b

Способ распределенного автоматизированного управления боевыми средствами и операционный пункт для его реализации

Изобретение относится к области автоматизированных систем управления вооруженными силами. Техническим результатом является повышение устойчивости, оперативности, непрерывности и скрытности управления боевыми средствами. Способ содержит этапы, на которых каждый операционный пункт принимает и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507566
Дата охранного документа: 20.02.2014
27.06.2014
№216.012.d78e

Способ снижения погрешности оценок собственных координат автономного необитаемого подводного аппарата с инерциальной навигационной системой

Изобретение относится к области навигации и может быть использовано для определения местоположения и управления движением автономных необитаемых подводных аппаратов с инерциальной навигационной системой и средствами технического зрения. Технический результат - повышение точности. Для достижения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520960
Дата охранного документа: 27.06.2014
10.02.2015
№216.013.250c

Гидролокационный способ обнаружения подвижных подводных объектов с движущейся подводной платформы

Изобретение относится к области использования систем технического зрения для обнаружения объектов и скорости их движения на гидролокационных изображениях. Техническим результатом изобретения является высокая точность определения координат объектов, окружающих подвижную подводную платформу, и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540937
Дата охранного документа: 10.02.2015
10.07.2015
№216.013.60bf

Способ проводки морских и речных судов по заданному курсу

Изобретение относится к области навигации и предназначено для обеспечения портов, судоходных каналов, водных путей рек, озер и морей надежным навигационным средством, позволяющим осуществлять автоматическую проводку судов в сложных навигационных условиях. Техническим результатом предлагаемого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556309
Дата охранного документа: 10.07.2015
20.04.2016
№216.015.36b1

Способ измерения пространственных координат цели в многопозиционной системе двухкоординатных рлс

Изобретение относится к радиолокации и может быть применено для измерения пространственных координат цели, включая высоту цели, при использовании двухкоординатных радиолокационных станций (РЛС), определяющих пеленг и дистанцию до цели, объединенных в многопозиционную систему РЛС. Достигаемый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002581706
Дата охранного документа: 20.04.2016
12.01.2017
№217.015.649a

Способ приема многочастотного манипулированного цифрового сигнала

Изобретение относится к технике электросвязи и может использоваться для передачи информации по проводным и беспроводным линиям связи. Технический результат - повышение скорости передачи информации. Для этого в способе, основанном на одновременной фильтрации, детектировании и формировании...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002589360
Дата охранного документа: 10.07.2016
13.01.2017
№217.015.7527

Способ автоматизированного управления боевыми средствами

Изобретение относится к области автоматизированных систем управления вооруженными силами. Технический результат при осуществлении изобретения - обеспечение оперативности и непрерывности управления боевыми средствами в системе распределенного управления операционными пунктами в условиях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002598587
Дата охранного документа: 27.09.2016
04.04.2018
№218.016.2f2f

Перестановочный декодер с режимом обучения

Перестановочный декодер с режимом обучения относится к технике связи и может использоваться при проектировании новых и модернизации существующих систем обмена данными с применением блоковых помехоустойчивых кодов. Техническим результатом является повышение производительности декодера....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644507
Дата охранного документа: 12.02.2018
25.06.2018
№218.016.6736

Система автоматического управления движением судна

Изобретение относится к области автоматического управления движением судов при их динамическом позиционировании при решении задач поиска и обследования подводных объектов, характеризующихся частой сменой точек позиционирования. В систему автоматического управления движением (САУД) судна вводят...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002658469
Дата охранного документа: 21.06.2018
+ добавить свой РИД