RU195705U1 - METER OF TRACK SPEED OF NON-MANEUVERING AERODYNAMIC GOAL FOR SELECTING RANGE SPEED PRODUCTS - Google Patents

METER OF TRACK SPEED OF NON-MANEUVERING AERODYNAMIC GOAL FOR SELECTING RANGE SPEED PRODUCTS Download PDF

Info

Publication number
RU195705U1
RU195705U1 RU2018137539U RU2018137539U RU195705U1 RU 195705 U1 RU195705 U1 RU 195705U1 RU 2018137539 U RU2018137539 U RU 2018137539U RU 2018137539 U RU2018137539 U RU 2018137539U RU 195705 U1 RU195705 U1 RU 195705U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
range
speed
radial
product
meter
Prior art date
Application number
RU2018137539U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Пётр Зотеевич Белоногов
Иван Павлович Назаренко
Александр Иванович Стучилин
Эфир Иванович Шустов
Александр Васильевич Щербинко
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский центр "Резонанс" (ЗАО "НИЦ "Резонанс")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский центр "Резонанс" (ЗАО "НИЦ "Резонанс") filed Critical Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский центр "Резонанс" (ЗАО "НИЦ "Резонанс")
Priority to RU2018137539U priority Critical patent/RU195705U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU195705U1 publication Critical patent/RU195705U1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • G01S13/581—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of interrupted pulse modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets
    • G01S13/582—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of interrupted pulse modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets adapted for simultaneous range and velocity measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • G01S13/589—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems measuring the velocity vector
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • G01S13/62—Sense-of-movement determination
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/91—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for traffic control
    • G01S13/92—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for traffic control for velocity measurement
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/41—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section

Abstract

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для определения путевой скорости неманеврирующей аэродинамической цели преимущественно в радиолокационных станциях (РЛС) с грубыми измерениями угловых координат и дальности. Достигаемый технический результат изобретения - повышение в полтора раза точности определения путевой скорости. Для этого первое приращение произведения дальности на радиальную скорость определяют с помощью ∝, β фильтра. Измеритель путевой скорости неманеврирующей аэродинамической цели содержит последовательно соединенные умножитель измерений дальности и радиальной скорости, ∝, β фильтр, делитель первого приращения произведения дальности на радиальную скорость на период обзора РЛС и вычислитель квадратного корня, выход которого является выходом заявленного измерителя. 2 ил., 1 табл.The invention relates to radar and can be used to determine the ground speed of a non-maneuvering aerodynamic target mainly in radar stations (RLS) with rough measurements of angular coordinates and range. Achievable technical result of the invention is an increase in one and a half times the accuracy of determining ground speed. For this, the first increment of the product of the range by the radial speed is determined using the ∝, β filter. The ground speed meter of a non-maneuvering aerodynamic target contains a series-connected multiplier of range and radial velocity measurements, a β, β filter, a divider of the first increment of the product of range and radial speed for the radar scan period and a square root calculator whose output is the output of the claimed meter. 2 ill., 1 tab.

Description

Полезная модель относится к области радиолокации и может быть использована преимущественно в наземных радиолокационных станциях (РЛС) с большими ошибками измерения азимута, угла места и дальности для определения путевой скорости (модуля вектора путевой скорости) неманеврирующей аэродинамической цели (АЦ).The utility model relates to the field of radar and can be used mainly in ground-based radar stations (RLS) with large errors in measuring azimuth, elevation and range to determine the ground speed (module of the track vector) of a non-maneuvering aerodynamic target (AC).

Известны способы и устройства измерения путевой скорости, в которых сначала определяют скорости изменения прямоугольных декартовых координат

Figure 00000001
и
Figure 00000002
затем вычисляют путевую скорость по формуле:Known methods and devices for measuring ground speed, which first determine the rate of change of rectangular Cartesian coordinates
Figure 00000001
and
Figure 00000002
then the ground speed is calculated by the formula:

Figure 00000003
[1, С 314].
Figure 00000003
[1, p. 314].

Известны устройства определения скорости изменения прямоугольных декартовых координат

Figure 00000004
и
Figure 00000005
с помощью цифрового нерекурсивного фильтра (ЦНРФ) путем оптимального взвешенного суммирования фиксированной выборки значений этих координат [1, С. 300-304].Known devices for determining the rate of change of rectangular Cartesian coordinates
Figure 00000004
and
Figure 00000005
using a digital non-recursive filter (TsNRF) by optimal weighted summation of a fixed sample of the values of these coordinates [1, P. 300-304].

Известны устройства определения скорости изменения прямоугольных декартовых координат

Figure 00000006
и
Figure 00000007
с помощью α, β фильтра путем последовательного оптимального сглаживания выборки нарастающего объема значений этих координат [1, С. 321-322].Known devices for determining the rate of change of rectangular Cartesian coordinates
Figure 00000006
and
Figure 00000007
using the α, β filter by successive optimal smoothing of the sample of the growing volume of values of these coordinates [1, P. 321-322].

Основным недостатком этих устройств является низкая точность определения путевой скорости неманеврирующей АЦ в РЛС с грубыми измерениями азимута и угла места.The main disadvantage of these devices is the low accuracy of determining the ground speed of a non-maneuvering AC in a radar with rough measurements of azimuth and elevation.

Известны способ и устройство радиолокационного определения путевой скорости неманеврирующей воздушной цели, в котором путевую скорость определяют по фиксированной выборке значений квадратов дальности [2].A known method and device for radar determining the ground speed of a non-maneuvering air target, in which the ground speed is determined by a fixed sample of range squares [2].

В ЦНРФ этого устройства формируют фиксированную выборку из N значений квадратов дальности и определяют оценку второго приращения квадрата дальности за обзор

Figure 00000008
путем оптимального взвешенного суммирования N значений квадратов дальности. При этом весовые коэффициенты оценки второго приращения
Figure 00000009
могут быть рассчитаны заранее по формуле:
Figure 00000010
Далее вычисляют квадратный корень из полученной оценки. Полученный результат делят на период обзора Т0 и получают сглаженное значение путевой скорости неманеврирующей АЦ.In TsNRF this device form a fixed sample of N values of squares of the range and determine the estimate of the second increment of the square of the range for the review
Figure 00000008
by optimal weighted summation of N values of the squares of the range. In this case, the weighting coefficients of the second increment
Figure 00000009
can be calculated in advance by the formula:
Figure 00000010
Next, calculate the square root of the resulting estimates. The result is divided by the review period T 0 and get a smoothed value of the ground speed of the non-maneuvering AC.

Достоинство способа. При высокоточных измерениях дальности (среднеквадратические ошибки (СКО) σr≤25 м) точность определения путевой скорости в РЛС с грубыми измерениями азимута (СКО σβ≥1°…3°) повышается в несколько раз по сравнению со способами оценивания по выборкам декартовых координат.The advantage of the method. With high-precision range measurements (standard errors (RMS) σ r ≤25 m), the accuracy of determining the ground speed in radars with rough azimuth measurements (RMS σ β ≥1 ° ... 3 °) is several times higher than the methods for estimating from Cartesian coordinates .

Недостаток способа. Необходимость высокоточного измерения дальности, что проблематично реализовать в РЛС с небольшой шириной полосы пропускания приемного устройства, например, в загоризонтных РЛС поверхностной волны декаметрового диапазона волн [3, С. 455-457].The disadvantage of this method. The need for high-precision range measurement, which is problematic to implement in radars with a small bandwidth of the receiving device, for example, in trans-horizon radars of the surface wave of the decameter wave range [3, P. 455-457].

Наиболее близким аналогом (прототипом) заявленной полезной модели являются способ радиолокационного определения путевой скорости неманеврирующей аэродинамической цели по выборке произведений дальности на радиальную скорость и устройство для его реализации [4].The closest analogue (prototype) of the claimed utility model is a radar method for determining the ground speed of a non-maneuvering aerodynamic target by sampling range products by radial speed and a device for its implementation [4].

Сущность прототипа поясняется схемой, приведенной в фиг. 1. Устройство-прототип содержит последовательно соединенные умножитель (блок 1), блок определения первого приращения произведения дальности на радиальную скорость (блок 2), являющийся цифровым нерекурсивным фильтром, делитель на период обзора РЛС (блок 3) и вычислитель квадратного корня (блок 4), выход которого является выходом устройства-прототипа.The essence of the prototype is illustrated by the circuit shown in FIG. 1. The prototype device contains a series-connected multiplier (block 1), a unit for determining the first increment of the product of range by radial speed (block 2), which is a digital non-recursive filter, a divider for the radar scan period (block 3), and a square root calculator (block 4) the output of which is the output of the prototype device.

В умножителе (блок 1) перемножают входные сигналы, то есть данные измерений дальности и радиальной скорости. В запоминающем устройстве (блок 2.1) ЦНРФ формируют фиксированную выборку из N произведений дальности на радиальную скорость. Эти произведения дальности на радиальную скорость умножают на весовые коэффициенты в блоке 2.2 реализации весовой функции. При этом весовые коэффициенты оценки первого приращения

Figure 00000011
вычисляют по формуле:
Figure 00000012
где i - порядковый номер измерения в выборке [5, С. 151, формула 4.27].In the multiplier (block 1), the input signals are multiplied, that is, the data of the range and radial velocity measurements. In the storage device (block 2.1), the TsNRF form a fixed sample of N range products by the radial speed. These range products by radial velocity are multiplied by weights in block 2.2 of the implementation of the weight function. Moreover, the weighting coefficients of the first increment
Figure 00000011
calculated by the formula:
Figure 00000012
where i is the serial number of the measurement in the sample [5, P. 151, formula 4.27].

На выходе сумматора (блок 2.3) получают оценку первого приращения

Figure 00000013
путем сложения взвешенных значений произведений дальности на радиальную скорость. Далее в блоке 3 делят эту оценку на период обзора РЛС Т0 и получают значение квадрата путевой скорости. В блоке 4 из результата деления вычисляют квадратный корень и получают оценку путевой скорости.At the output of the adder (block 2.3) receive an estimate of the first increment
Figure 00000013
by adding the weighted range products to the radial speed. Next, in block 3, this estimate is divided by the period of the T 0 radar survey and the value of the square of the ground speed is obtained. In block 4, the square root is calculated from the division result and an estimate of the ground speed is obtained.

Объем фиксированной выборки N в ЦНРФ зависит от количества устройств задержки на период обзора (ЛЗ) в запоминающем устройстве 2.1 и умножителей в блоке 2.2 реализации весовой функции. ЦНРФ может быть реализован как в цифровом, так и в аналоговом виде [1, С. 303-304].The size of the fixed sample N in the Center for Scientific Research depends on the number of delay devices for the period of review (LZ) in the storage device 2.1 and the multipliers in the block 2.2 for implementing the weight function. TsNRF can be implemented both in digital and in analog form [1, P. 303-304].

Достоинство прототипа: устранено влияние ошибок измерения угловых координат и снижено влияние ошибок измерения дальности на точность оценивания путевой скорости.The advantage of the prototype: eliminated the influence of errors in measuring angular coordinates and reduced the influence of errors in measuring range on the accuracy of estimating ground speed.

Недостатки прототипа: необходимость хранения всех N значений дальности и радиальной скорости фиксированной выборки и расчета всех N весовых коэффициентов. При одновременном обслуживании большого числа целей и при больших интервалах наблюдения это приводит к существенному повышению требований к емкости запоминающих устройств и быстродействию аппаратуры.The disadvantages of the prototype: the need to store all N values of the range and radial velocity of a fixed sample and the calculation of all N weight coefficients. At the same time serving a large number of targets and at large monitoring intervals, this leads to a significant increase in the requirements for the capacity of storage devices and the speed of the equipment.

Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение точности определения путевой скорости АЦ и уменьшение объема хранимых предыдущих измерений дальности и радиальной скорости.The technical result of the claimed utility model is to increase the accuracy of determining the ground speed of the AC and reduce the volume of stored previous measurements of range and radial velocity.

Указанный технический результат достигается тем, что оценку первого приращения произведения дальности на радиальную скорость за период обзора РЛС определяют с помощью α, β фильтра.The specified technical result is achieved in that the estimate of the first increment of the product of the range by the radial speed for the radar survey period is determined using the α, β filter.

Принцип работы заявленного измерителя путевой скорости поясняется структурной схемой, приведенной в фиг. 2.The principle of operation of the claimed ground speed meter is illustrated by the block diagram shown in FIG. 2.

Измеритель путевой скорости неманеврирующей аэродинамической цели по выборке произведений дальности на радиальную скорость содержит так же, как прототип, последовательно соединенные умножитель (блок 1), блок 2 определения первого приращения произведения дальности на радиальную скорость, делитель (блок 3) и вычислитель квадратного корня (блок 4), выход которого является выходом заявленного измерителя. В отличие от прототипа, согласно полезной модели блок определения первого приращения произведения дальности на радиальную скорость (блок 2) является ∝, β фильтром.The ground speed meter of a non-maneuvering aerodynamic target for selecting range products by radial speed contains the same as the prototype, a series-connected multiplier (block 1), block 2 for determining the first increment of the range product by radial speed, a divider (block 3) and a square root calculator (block 4), the output of which is the output of the claimed meter. Unlike the prototype, according to the utility model, the block for determining the first increment of the product of the range by the radial speed (block 2) is a ∝, β filter.

Для определения первого приращения произведения дальности на радиальную скорость в ∝, β фильтре по первым двум значениям произведений дальности на радиальную скорость

Figure 00000014
и
Figure 00000015
в первых двух обзорах в блоке 2.4 определяют начальное значение произведения дальности на радиальную скорость
Figure 00000016
, а в блоке 2.3 начальное значение первого приращения произведения дальности на радиальную скорость
Figure 00000017
В блоках 2.2 и 2.5 задают начальные значения коэффициентов сглаживания ∝=1, β=1. Далее во всех последующих обзорах (n=3, 5, … N) значения коэффициентов сглаживания вычисляют по формулам
Figure 00000018
и
Figure 00000019
где n - номер обзора, или задают некоторые фиксированные значения этих коэффициентов. В блоке 2.8 определяют экстраполированное значение произведения дальности на радиальную скорость для n-го обзора путем суммирования предыдущих, полученных в (n-1)-м обзоре, сглаженных значений произведения дальности на радиальную скорость и сглаженного значения первого приращения произведения дальности на радиальную скорость. В блоке 2.1 определяют сигнал ошибки между текущим значением произведения дальности на радиальную скорость и его экстраполированным значением. В блоке 2.9 определяют текущие сглаженные значения произведения дальности на радиальную скорость путем суммирования экстраполированного значения произведения дальности на радиальную скорость и взвешенного коэффициентом сглаживания ос сигнала ошибки. В итоге в блоке 2.6 определяют текущие сглаженные значения первого приращения произведения дальности на радиальную скорость путем суммирования (n-1) сглаженного значения первого приращения произведения дальности на радиальную скорость и взвешенного коэффициентом сглаживания β сигнала ошибки. [1, С. 319-322].To determine the first increment of the product of the range by the radial speed in the ∝, β filter from the first two values of the products of the range by the radial speed
Figure 00000014
and
Figure 00000015
in the first two reviews in block 2.4 determine the initial value of the product of the range by the radial speed
Figure 00000016
, and in block 2.3, the initial value of the first increment of the product of range by radial speed
Figure 00000017
In blocks 2.2 and 2.5, the initial values of the smoothing coefficients ∝ = 1, β = 1 are set. Further, in all subsequent reviews (n = 3, 5, ... N), the values of the smoothing coefficients are calculated by the formulas
Figure 00000018
and
Figure 00000019
where n is the survey number, or some fixed values of these coefficients are specified. In block 2.8, the extrapolated value of the product of the range by the radial speed for the nth survey is determined by summing the previous smoothed values of the product of the range by the radial speed and the smoothed value of the first increment of the product of the range by the radial speed. In block 2.1, an error signal is determined between the current value of the product of the range and the radial speed and its extrapolated value. In block 2.9, the current smoothed values of the product of the range by the radial speed are determined by summing the extrapolated value of the product of the range by the radial speed and the error signal weighted by the smoothing coefficient os. As a result, in block 2.6, the current smoothed values of the first increment of the range product by the radial speed are determined by summing the (n-1) smoothed value of the first increment of the range product by the radial speed and the error signal weighted by the smoothing coefficient β. [1, S. 319-322].

Основными элементами блока 2, то есть ∝, β фильтра, являются сумматоры Σ1(2.1), Σ2(2.6), Σ3(2.8) и Σ4(2.9), которые выполняют операции алгебраического суммирования сигналов, представленных в цифровом виде. Первый сумматор Σ1 вычисляет сигнал ошибки Δ по разности последнего значения произведения измеренных значений дальности на измеренные значения радиальной скорости

Figure 00000020
и экстраполированного значения произведения
Figure 00000021
вычисленного в третьем сумматоре Σ3. Сигнал ошибки, умноженный в блоке 2.2 на коэффициент усиления фильтра ∝, подается на 2-й вход четвертого сумматора Σ4, где суммируется с экстраполированным значением произведения
Figure 00000022
В итоге на выходе сумматора Σ4 получают оценку произведения
Figure 00000023
которую задерживают на период обзора в линии задержки ЛЗ2 (2.10) и подают на 2-й вход 3-го сумматора Σ3. Сигнал ошибки Δ, умноженный на коэффициент усиления фильтра β, подают также на 1-й вход второго сумматора Σ2(2-6), на 2-й вход которого подают с выхода первой линии задержки ЛЗ1 значение оценки первого приращения произведения
Figure 00000024
в предыдущем обзоре. В итоге на выходе второго сумматора Σ2 получают сглаженное значение (оценку) первого приращения произведения дальности на радиальную скорость
Figure 00000025
в последнем обзоре, то есть в реальном масштабе времени.The main elements of block 2, that is, ∝, β of the filter, are adders Σ 1 (2.1), Σ 2 (2.6), Σ 3 (2.8) and Σ 4 (2.9), which perform the operations of algebraic summation of signals represented in digital form. The first adder Σ 1 calculates the error signal Δ from the difference of the last product of the measured range values by the measured radial velocity values
Figure 00000020
and extrapolated value of the product
Figure 00000021
calculated in the third adder Σ 3 . The error signal multiplied in block 2.2 by the filter gain ∝ is fed to the 2nd input of the fourth adder Σ 4 , where it is added to the extrapolated value of the product
Figure 00000022
As a result, at the output of the adder Σ 4 get the estimate of the product
Figure 00000023
which is delayed for the period of review in the delay line LZ 2 (2.10) and served on the 2nd input of the 3rd adder Σ 3 . The error signal Δ, multiplied by the filter gain β, is also fed to the 1st input of the second adder Σ 2 (2-6), to the 2nd input of which the value of the first increment of the product is output from the output of the first delay line LZ 1
Figure 00000024
in the previous review. As a result, at the output of the second adder Σ 2 , a smoothed value (estimate) of the first increment of the range product by the radial speed is obtained
Figure 00000025
in the last review, that is, in real time.

Как видно из схемы, для определения путевой скорости, в отличие от прототипа, используются только результаты последнего измерения дальности и радиальной скорость и оценка произведения

Figure 00000026
полученная в предыдущем обзоре. Поэтому, по сравнению с прототипом, существенно снижаются требования к емкости запоминающих устройств и быстродействию аппаратуры.As can be seen from the diagram, to determine the ground speed, in contrast to the prototype, only the results of the last range measurement and radial speed and product estimation
Figure 00000026
obtained in the previous review. Therefore, in comparison with the prototype, the requirements for storage capacity and hardware performance are significantly reduced.

Для доказательства выигрыша в точности определения путевой скорости сравним значения среднеквадратических ошибок (СКО) заявляемого измерителя, его прототипа и аналогов.To prove the gain in the accuracy of determining the ground speed, we compare the mean square errors (RMS) of the inventive meter, its prototype and analogues.

В заявляемом измерителе и его прототипе значения СКО определения оценки путевой скорости вычисляются по формулам:In the inventive meter and its prototype, the values of the standard deviation for determining the estimated ground speed are calculated by the formulas:

Figure 00000027
Figure 00000027

Figure 00000028
Figure 00000028

где

Figure 00000029
- дальность и радиальная скорость АЦ в середине интервала наблюдения;Where
Figure 00000029
- range and radial speed of the AC in the middle of the observation interval;

Figure 00000030
- относительные СКО оценивания первого приращения.
Figure 00000030
- relative standard deviations of estimating the first increment.

Как видно из формул (1) и (2), точности определения путевой скорости отличаются только значениями относительных СКО оценивания первого приращения в ∝, β фильтре и в ЦНРФ, которые зависят только от объема N выборок измерений дальности и радиальной скорости. Поэтому выигрыш в точности равен отношению этих относительных СКО

Figure 00000031
Как видно из табл. 1, выигрыш в точности достигает значений 1,4…1,56 при объемах выборок от пяти до пятнадцати произведений дальности на радиальную скорость.As can be seen from formulas (1) and (2), the accuracy of determining the ground speed differs only in the values of the relative standard deviations of the estimation of the first increment in the ∝, β filter and in the CINRF, which depend only on the volume N of the range and radial velocity measurements. Therefore, the gain is exactly equal to the ratio of these relative standard deviations
Figure 00000031
As can be seen from the table. 1, the gain in accuracy reaches values of 1.4 ... 1.56 with sample sizes from five to fifteen range products by radial speed.

Figure 00000032
Figure 00000032

Например, СКО определения путевой скорости АЦ, летящей с постоянными путевой скоростью V=250 м/с и курсовым параметром 100 км, при сопровождении ее РЛС метрового диапазона волн «Резонанс» (

Figure 00000033
, σr=300 м, σβ=1,5°) в течение минуты (N=7, Т0=10 с) при rср=150 км, и
Figure 00000034
[7, С. 357]:For example, the standard deviation for determining the path velocity of an AC flying with constant path speed V = 250 m / s and a course parameter of 100 km, accompanied by its radar meter wavelength range “Resonance” (
Figure 00000033
, σ r = 300 m, σ β = 1.5 °) for a minute (N = 7, T 0 = 10 s) at r sr = 150 km, and
Figure 00000034
[7, p. 357]:

- в заявляемом измерителе - 6 м/с;- in the inventive meter - 6 m / s ;

- в прототипе - 8,9 м/с;- in the prototype - 8.9 m / s ;

- в аналоге по выборке квадратов дальности - 359 м/с;- in the analogue for the selection of range squares - 359 m / s ;

- в аналоге по выборкам прямоугольных координат - 49,5 м/с.- in the analogue for samples of rectangular coordinates - 49.5 m / s .

В приведенном примере относительно большие ошибки измерения дальности (σr=300 м) уменьшили точность определения путевой скорости примерно на 5% в заявляемом измерителе и его прототипе. В аналогах измерение скорости становится практически невозможным.In the given example, relatively large range measurement errors (σ r = 300 m) reduced the accuracy of determining the ground speed by about 5% in the inventive meter and its prototype. In analogues, the measurement of speed becomes almost impossible.

Таким образом, за счет замены в заявляемом измерителе цифрового нерекурсивного фильтра ∝, β фильтром достигнут заявленный технический результат: повышение точности определения путевой скорости неманеврирующей АЦ в среднем в полтора раза и уменьшение объема хранимых предыдущих измерений дальности и радиальной скорости.Thus, by replacing the digital non-recursive filter ∝, β with the filter of the claimed meter, the claimed technical result is achieved: increasing the accuracy of determining the ground speed of a non-maneuvering AC by an average of one and a half times and reducing the volume of previous measurements of range and radial velocity stored.

Список использованных источников:List of sources used:

1. Кузьмин С.З. Цифровая обработка радиолокационной информации. М: «Советское радио», 1967, 400 с.1. Kuzmin S.Z. Digital processing of radar information. M: "Soviet Radio", 1967, 400 p.

2. Патент на полезную модель №152617 «Устройство радиолокационного определения путевой скорости неманеврирующей воздушной цели».2. Utility Model Patent No. 152617 “Device for radar determining the ground speed of a non-maneuvering air target”.

3. Фабрицио Джузеппе А. Высокочастотный загоризонтный радар: основополагающие принципы, обработка сигналов и практическое применение. - М.: ТЕХНОСФЕРА, 2018. - 936 с.3. Fabrizio Giuseppe A. High-frequency trans-horizon radar: fundamental principles, signal processing and practical application. - M.: TECHNOSPHERE, 2018 .-- 936 p.

4. Патент на изобретение №2644588 «Способ радиолокационного определения путевой скорости неманеврирующей аэродинамической цели по выборке произведений дальности на радиальную скорость и устройство для его реализации».4. Patent for invention No. 2644588 “Method for radar determination of ground speed of a non-maneuvering aerodynamic target for selecting range products by radial speed and a device for its implementation”.

5. Кузьмин С.З. Основы проектирования систем цифровой обработки радиолокационной информации. М.: «Радио и связь», 1986, 352 с.5. Kuzmin S.Z. Fundamentals of designing systems for digital processing of radar information. M .: "Radio and communications", 1986, 352 S.

6. Справочник по радиолокации / Под ред. М.И. Сколника. Книга 1. М.: «ТЕХНОСФЕРА», 2015, 672 с.6. Handbook of Radar / Ed. M.I. Skolnik. Book 1. M.: "TECHNOSPHERE", 2015, 672 p.

7. Вооружение ПВО и РЭС России. Альманах. М.: Издательство НО «Лига содействия оборонным предприятиям», 2011, 504 с.7. Armament of air defense and RES of Russia. Almanac. M.: Publishing House of the Non-Profit Organization “League for Assistance to Defense Enterprises”, 2011, 504 pp.

Claims (1)

Измеритель путевой скорости неманеврирующей аэродинамической цели по выборке произведений дальности на радиальную скорость, содержащий последовательно соединенные умножитель измерений дальности и радиальной скорости, блок определения первого приращения произведения дальности на радиальную скорость, делитель первого приращения произведения дальности на радиальную скорость на период обзора РЛС и вычислитель квадратного корня, выход которого является выходом заявленного измерителя, отличающийся тем, что блок определения первого приращения произведения дальности на радиальную скорость является ∝, β фильтром.Measuring the ground speed of a non-maneuvering aerodynamic target for selecting range products by radial speed, containing a series-connected multiplier of range and radial speed measurements, a unit for determining the first increment of the range product by radial speed, a divider of the first increment of the range product by radial speed for the radar scan period and the square root calculator , the output of which is the output of the claimed meter, characterized in that the unit for determining the first p irascheniya product range in the radial velocity is the α, β filter.
RU2018137539U 2018-10-24 2018-10-24 METER OF TRACK SPEED OF NON-MANEUVERING AERODYNAMIC GOAL FOR SELECTING RANGE SPEED PRODUCTS RU195705U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018137539U RU195705U1 (en) 2018-10-24 2018-10-24 METER OF TRACK SPEED OF NON-MANEUVERING AERODYNAMIC GOAL FOR SELECTING RANGE SPEED PRODUCTS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018137539U RU195705U1 (en) 2018-10-24 2018-10-24 METER OF TRACK SPEED OF NON-MANEUVERING AERODYNAMIC GOAL FOR SELECTING RANGE SPEED PRODUCTS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU195705U1 true RU195705U1 (en) 2020-02-04

Family

ID=69416386

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018137539U RU195705U1 (en) 2018-10-24 2018-10-24 METER OF TRACK SPEED OF NON-MANEUVERING AERODYNAMIC GOAL FOR SELECTING RANGE SPEED PRODUCTS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU195705U1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5374931A (en) * 1989-12-27 1994-12-20 Raytheon Company Radar target velocity estimator
US5784026A (en) * 1996-09-23 1998-07-21 Raytheon E-Systems, Inc. Radar detection of accelerating airborne targets
US8427359B1 (en) * 2011-01-06 2013-04-23 Sandia Corporation Tracking moving radar targets with parallel, velocity-tuned filters
RU152617U1 (en) * 2014-10-03 2015-06-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение "3 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации (ФГБУ "3ЦНИИ" Минобороны России) DEVICE FOR RADAR DETERMINATION OF THE TRACK SPEED OF A NON-MANEUVING AIR OBJECT
RU158491U1 (en) * 2015-07-07 2016-01-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение "3 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации RADAR METER OF TRACK SPEED OF NON-MANEUVERING AERODYNAMIC GOAL FOR SELECTION OF RANGE SQUARE
RU2621692C1 (en) * 2016-04-25 2017-06-07 Федеральное государственное бюджетное учреждение "3 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации Method and device for determination of nonmaneuvering aerodynamic target course using range square sampling
RU2669773C1 (en) * 2017-05-30 2018-10-16 Федеральное государственное бюджетное учреждение "3 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации Method for determining the velocity modulus of a non-maneuvering aerodynamic target from samples of range measurements

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5374931A (en) * 1989-12-27 1994-12-20 Raytheon Company Radar target velocity estimator
US5784026A (en) * 1996-09-23 1998-07-21 Raytheon E-Systems, Inc. Radar detection of accelerating airborne targets
US8427359B1 (en) * 2011-01-06 2013-04-23 Sandia Corporation Tracking moving radar targets with parallel, velocity-tuned filters
RU152617U1 (en) * 2014-10-03 2015-06-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение "3 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации (ФГБУ "3ЦНИИ" Минобороны России) DEVICE FOR RADAR DETERMINATION OF THE TRACK SPEED OF A NON-MANEUVING AIR OBJECT
RU158491U1 (en) * 2015-07-07 2016-01-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение "3 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации RADAR METER OF TRACK SPEED OF NON-MANEUVERING AERODYNAMIC GOAL FOR SELECTION OF RANGE SQUARE
RU2621692C1 (en) * 2016-04-25 2017-06-07 Федеральное государственное бюджетное учреждение "3 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации Method and device for determination of nonmaneuvering aerodynamic target course using range square sampling
RU2669773C1 (en) * 2017-05-30 2018-10-16 Федеральное государственное бюджетное учреждение "3 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации Method for determining the velocity modulus of a non-maneuvering aerodynamic target from samples of range measurements

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU152617U1 (en) DEVICE FOR RADAR DETERMINATION OF THE TRACK SPEED OF A NON-MANEUVING AIR OBJECT
RU2540323C1 (en) Method of determining modulus of velocity of ballistic target in ground-based radar station
RU2674468C1 (en) Interference rejection filter
RU2621692C1 (en) Method and device for determination of nonmaneuvering aerodynamic target course using range square sampling
CN112379342B (en) Echo simulation and echo characteristic parameter precision estimation method for satellite-borne cloud detection radar
RU2416105C1 (en) Method of determining motion parametres of aerial objects in surveillance radar by using coherent properties of reflected signals
RU158491U1 (en) RADAR METER OF TRACK SPEED OF NON-MANEUVERING AERODYNAMIC GOAL FOR SELECTION OF RANGE SQUARE
RU195705U1 (en) METER OF TRACK SPEED OF NON-MANEUVERING AERODYNAMIC GOAL FOR SELECTING RANGE SPEED PRODUCTS
RU2644588C2 (en) Method of radar location determination of ground velocity of nonmaneuvering aerodynamic target by sampling products of distance and radial velocity and device for its implementation
RU2669773C1 (en) Method for determining the velocity modulus of a non-maneuvering aerodynamic target from samples of range measurements
RU2634479C2 (en) Method for determining speed module of ballistic object using production sample of range by radial velocity and device for its implementation
RU2776870C2 (en) Method and device for radar determination of ground speed of non-maneuvering object, taking into account omissions of range and radial speed measurements
RU2782527C1 (en) Method and device for determining the ground speed of a non-maneuvering target using estimates of its radial acceleration
RU2714884C1 (en) Method of determining the course of an object on a linear trajectory using measurements of its radial velocity
RU2615783C1 (en) Detector of ballistic missile manoeuvre at fixed sampling of square range
RU2632476C2 (en) Method for detecting maneuver of ballistic object by sampling products of distance and radial speed and device for its implementation
RU2741400C2 (en) Method and device for determining the track speed of a nonmaneuvering object based on the range products selection on the radial velocity
RU2646854C2 (en) Method of radar-location determination of vertical speed of ballistic object and device for its implementation
RU184016U1 (en) INTERFERENCE COMPENSATION COMPUTER
RU2796965C1 (en) Method and device for determining velocity modulus of ballistic target using estimates of its radial acceleration with ambiguous measurements of radial velocity
RU182703U1 (en) INTERFERENCE REDUCTION COMPUTER
RU2615784C1 (en) Method and device for radar detection of ballistic facility manoeuvre by sampling of range squares
RU2679598C1 (en) Method of adaptive maintenance of radar objectives and device for its implementation
RU2559296C2 (en) Method of determining magnitude of velocity of aerodynamic target
RU2679972C1 (en) Interference suppression computer