DE2623531A1

DE2623531A1 - Radar-system zur gleichzeitigen kursverfolgung einer vielzahl von zielen unter spezieller auswertung der doppler-frequenz

Info

Publication number: DE2623531A1
Application number: DE19762623531
Authority: DE
Inventors: Richard Rudolf Meyer
Original assignee: G F S GES fur SYSTEMENTWICKLU
Current assignee: G F S GES fur SYSTEMENTWICKLU
Priority date: 1976-05-26
Filing date: 1976-05-26
Publication date: 1977-12-15

Description

ANLAGE 11 2.
Radar-System zur gleichzeitigen Kursverfolgung einer Vielzahl von Zielen unter Beschreibung spezieller Auswertung der I>oppler-Frequenz.
Bekannt sind die Verfahren, mittels Radar die Kurse von einer Vielzahl von Objekten (in der Luft, zu Wasser und zu Lande)zu verfolgen und ihre einzelnen Kurse grafisch oder auch in Tabellenform darzustellen. Vielfach wird zu diesem Zweck die primäre Information des Radar-Gerätes in einem Computer weiter verarbeitet.
Die prinzipielle Schwierigkeit bei einem derartigen Verfahren ist, daß der Computer nicht das Radar-Bild "sehen" kann, sondern nur durch eine Vielzahl von Vergleichsrechnungen versuchen kann, einzelne Positionen als zu einem bestimmten Objekt zugehörig zu erkennen. Die Praxis zeigt, daß der Computer bei dieser Methode oft Fehler macht und sich "verrennt" oder aber mehr Rechenzeit aufwendet, als ihm zur Verfügung steht, weil diese benutzbare Rechenzeit ja durch den (oft recht schnellen) Umlauf der Radar-Antenne vorgegeben ist.
Die Rechenzeit ist insbesondere deswegen so hoch, weil der Computer von der einzelnen Ortung im bisher üblichen Verfahren lediglich die Position des Ziels erfährt. Dies führt dazu, daß der Computer bei dem nächsten Umlauf der Antenne das Ziel in einem kreisförmigen Erwartungsgebiet suchen muß, dessen Radius der Entfernung entspricht, die ein Ziel mit einer angenommenen maximalen Geschwindigkeit während der Zeit eines Umlaufes der Radar-Antenne zurücklegen kann. Dies ist in den Abb. 1 und 2 durch den Vektor Vm symbolisiert. Hat das Radar-System nun eine Vielzahl von Zielen zu beobachten und somit dessen Kurse automatisch aufzugreifen und zu verfolgen, ergeben sich die oben aufgeführten Mängel dieses Systems, die oft nur durch ein ständiges Eingreifen einer erfahrenen Bedienungskraft aber wunden werden können. Im einschlägigen Sprachgebrauch wird dies als "hand aided trackir.'bezeichnet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese manuellen Eingriffe auf ein sehr viel kleineres Maß zu beschränken.
Diese Aufgabe wird erfindungsmäßig dadurch gelöst, daß zusätzlich zu den bereits angewendeten Daten der Computer auch noch den Wert der Doppler-Frequenz (auch Doppler-Verschiebung genannt) erhält. Dieser Wert ist, unter Berücksichtigung der Technik des Radargerätes, proportional zur Geschwindigkeit des Zieles und dem Cosinus des Winkels zwischen dem Kurs des Zieles und der Geraden zwischen Ziel und Radar-Station.
In den Abbildungen 1 und 2 ist dies dargestellt durch die Vektoren Va für Kurs und Geschwindigkeit des Zieles und Vr für die der Doppler-Frequenz entsprechenden relativen Geschwindigkeit auf die Radar-Station zu.
Da alle möglichen Kursvektoren Va des Zieles, die von der gemessenen Position aus dieselbe Doppler-Frequenz erzeugen, eine Gerade bilden, ist es somit möglich, das Erwartungsgebiet auf eben diese Gerade zu beschränken, was für den Computer eine viel eindeutigere Zuordnung der einzelnen Ortungen möglich macht. Praktisch wird aus der Geraden durch die notwendigerweise zu berücksichtigenden Toleranzen ein schmaler Streifen entstehen, der aber stets um Zehnerpotenzen kleiner sein wird, als das sonst übliche kreisförmige Erwartungsgebiet.
Darüberhinaus bildet die Doppler-Frequenz ein Erkennungszeichen, an welchem der Computer insbesondere nahe beieinander liegende Ziele voneinander unterscheiden kann.
Dies ist insbesondere wichtig, wenn sich zwei oder auch mehr Ziele auf ungefährem Kollisions-Kurs zueinander befinden und der Computer feststellen soll, ob sich die Ziele (ohne zu kollidieren) aneinander vorbeibewegt haben (die Kurse haben sich also gekreuzt) oder aber voreinander ausgewichen sind.
Sollte das Radar-System aus einer Mehrzahl von einzelnen, an unterschiedlichen Orten aufgestellten Radar-Stationen bestehen, so läßt sich im Überschneidungsgebiet der Reichweiten von zwei benachbarten Radar-Stationen die aus der Doppler-Frequenz gewonnene Information soweit auswerten, daß jede der beiden Radar-Stationen eine Erwartungsgerade ermittelt und diese Daten entweder der anderen Station auf geeignetem Wege mitteilt oder aber beide Stationen melden ihre Beobachtungen einer übergeordneten Zentrale. In jedem dieser beiden Fälle läßt sich ein Erwartungs-Punkt errechnen, nämlich die Schnittstelle der beiden Erwartungs-Geraden.
Die mit der Erfindung verbundenen Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die konsequente zusätzliche Auswertung der Doppler-Frequenz sehr viel bessere Ergebnisse erzielen läßt, als dies bei der üblichen Auswertung von nur den Positions-Daten möglich ist. Ein automatisches, weitgehend störungsfreies Auswerten mittels Computer ist somit realisierbar. Darüberhinaus werden die wichtigen Daten von Kurs und absoluter Geschwindigkeit des Zieles (oder der Ziele) viel eher ermittelt.
Bereits geringe Abweichungen von der errechneten Erwartungsgeraden deuten auf eine Kurs- und/oder Geschwindigkeits-Veränderung und lassen sich entsprechend auswerten und berücksichtigen.
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Claims

ANLAGE 11 3.

Patentansprüche < RADAR-System zur gleichzeitigen Kursverfolgung einer Vielzahl von Zielen in der Luft, zu Lande oder zu Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppler-Frequenz als Identifizierungs-Kennzeichen und auch zur Präzisierung des Erwartungsgebietes zusätzlich zu den Positionsdaten in einem geeigneten Computer verarbeitet wird.
2. RADAR-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das System aus einer Mehrzahl von Radar-Stationen besteht, die die aus der Doppler-Frequenz gewonnene Information austauschen und so bereits bei der ersten Ortung desselben Zieles nicht nur die Position, sondern auch Kurs und Geschwindigkeit ermitteln können.
3. RADAR-System nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Radar-Stationen die gewonnenen Informationen nicht direkt untereinander, sondern über eine übergeordnete Zentrale austauschen. Diese Zentrale kann sowohl durch eine Vermittlungsstelle dargestellt werden, als auch durch ein zusätzliches Computer-System, das die gemeldeten Informationen selbständig bearbeitet.