RU2011143133A - Способ комплексирования сигналов пеленгования объекта визирования инерциального и радиолокационного дискриминаторов и система для его осуществления - Google Patents

Abstract

1. Способ комплексирования сигналов пеленгования объекта визирования инерциального и радиолокационного, дискриминантов, характеризующийся тем, что по предлагаемому способу во время предстартовой подготовки подвижного носителя формируют сигналы начального целеуказания, пропорциональные начальным значениям наклонной дальности, углы наклона и азимута взаимного положения подвижного носителя и заданного объекта визирования, одновременно формируют штатный массив сигналов начального целеуказания и начальной выставки инерциального пеленгирования заданного объекта визирования, пропорциональных начальным значениям угла наклона и азимута заданного объекта визирования относительно основания интегрированного антенного устройства, жестко установленного внутри корпуса подвижного носителя, в системе координат, связанной с центром масс подвижного носителя, наклонной дальности до заданного объекта визирования и наклонной скорости сближения с заданным объектом визирования основания интегрированного антенного устройства вместе с подвижным носителем в предстартовом положении, рыскания, тангажа и крена подвижного носителя вместе с основанием интегрированного антенного устройства, а также пропорциональных начальным значениям проекций вектора линейной скорости предстартового перемещения основания интегрированного антенного устройства вместе с подвижным носителем на соответствующие оси местной горизонтальной системы координат, декартовых координат подвижного носителя в местной горизонтальной системе координат, долготы и географической широты подвижного носителя, затем преобразуют сигналы нача�

Claims (2)

1. Способ комплексирования сигналов пеленгования объекта визирования инерциального и радиолокационного, дискриминантов, характеризующийся тем, что по предлагаемому способу во время предстартовой подготовки подвижного носителя формируют сигналы начального целеуказания, пропорциональные начальным значениям наклонной дальности, углы наклона и азимута взаимного положения подвижного носителя и заданного объекта визирования, одновременно формируют штатный массив сигналов начального целеуказания и начальной выставки инерциального пеленгирования заданного объекта визирования, пропорциональных начальным значениям угла наклона и азимута заданного объекта визирования относительно основания интегрированного антенного устройства, жестко установленного внутри корпуса подвижного носителя, в системе координат, связанной с центром масс подвижного носителя, наклонной дальности до заданного объекта визирования и наклонной скорости сближения с заданным объектом визирования основания интегрированного антенного устройства вместе с подвижным носителем в предстартовом положении, рыскания, тангажа и крена подвижного носителя вместе с основанием интегрированного антенного устройства, а также пропорциональных начальным значениям проекций вектора линейной скорости предстартового перемещения основания интегрированного антенного устройства вместе с подвижным носителем на соответствующие оси местной горизонтальной системы координат, декартовых координат подвижного носителя в местной горизонтальной системе координат, долготы и географической широты подвижного носителя, затем преобразуют сигналы начальной выставки инерциального пеленгования заданного объекта визирования в сигналы, пропорциональные начальным значениям проекций вектора линейной скорости предстартового перемещения основания интегрированного антенного устройства вместе с подвижным носителем на соответствующие оси базовой антенной системы координат, углов визирования заданного объекта визирования соответственно в горизонтальной системе координат, параметров пеленгования заданного объекта визирования в двух взаимно перпендикулярных плоскостях его пеленгования в базовой антенной системе координат, направляющих косинусов, определяющих начальное взаимное положение базовой антенной системы координат и опорной геоцентрической системы координат, связанной одной своей осью с заданным объектом визирования, расположенным на земной поверхности; в момент старта подвижного носителя обновление сигналов начального целеуказания и начальной выставки прекращают и во время начала его движения по траектории вместе с основанием интегрированного антенного устройства одновременно измеряют сигналы, пропорциональные текущим значениям проекции вектора кажущегося линейного ускорения движения и проекций вектора абсолютной угловой скорости поворота вектора визирования заданного объекта визирования на соответствующие оси базовой антенной системы координат, по измеренным сигналам проекций с учетом сигналов начального целеуказания и начальной выставки формируют сигналы, пропорциональные текущим значениям проекций вектора линейной скорости сближения с заданным объектом визирования основания интегрированного антенного устройства вместе с подвижным носителем на соответствующие оси базовой антенной системы координат, а также сигналы, пропорциональные текущим значениям наклонной дальности и наклонной скорости сближения с заданным объектом визирования основания интегрированного антенного устройства вместе с подвижным носителем, рассогласования между начальным значением наклонной дальности до заданного объекта визирования и текущим значением наклонной дальности сближения с заданным объектом визирования основания интегрированного антенного устройства вместе с подвижным носителем, параметров инерциального пеленгования заданного объекта визирования в двух взаимно перпендикулярных плоскостях его пеленгования в базовой антенной системе координат, направляющих косинусов взаимного текущего углового положения базовой антенной системы координат и опорной геоцентрической системы координат, связанной одной своей осью с заданным объектом визирования, расположенным на земной поверхности, т.е реализуют инерциальное пеленгование заданного объекта визирования; одновременно при радиолокационном автосопровождении объекта визирования принимают отраженные от облучаемого зондирующими сверхвысокочастотными сигналами объекты визирования СВЧ-сигналы двумя парами приемных каналов облучателя интегрированного антенного устройства, при этом пары приемных каналов облучателя переключают четырьмя управляющими сигналами сканирования, принятые СВЧ-сигналы подвергают суммарно-разностному преобразованию, в результате чего формируют сигнал суммарной диаграммы и два сигнала соответствующих разностных диаграмм, затем под управлением первой пары управляющих сигналов сканирования, следующих с четырехкратным периодом повторения излучения зондирующих СВЧ-сигналов, сигналы разностных диаграмм переключают, при этом, если вобуляцию выключают, то четыре управляющие сигналы сканирования следуют с регулярной частотой, если же вобуляцию включают, то четыре управляющие сигналы сканирования следуют с переменной частотой, которую изменяют по псевдослучайному закону, но в пределах четырехкратного периода повторения излучения зондирующих СВЧ-сигналов обеспечивают присутствие каждого из этих четырех управляющих сигналов сканирования, далее каждый из двух сигналов разностных диаграмм складывают с сигналов суммарной диаграммы и вычитают из него, в результате чего формируют четыре сигнала суммарно-разностных диаграмм, затем под управлением второй пары сигналов сканирования, следующих с двукратным периодом повторения излучение зондирующих СВЧ-сигналов, пропускают только один из четырех сигналов суммарно-разностных диаграмм, в результате чего за четырехкратный период повторения излучение зондирующих СВЧ-сигналов формируют четыре сигнала, т.е. два сигнала полуразностных диаграмм и два сигнала полусуммарных диаграмм, сформированные эти сигналы детектируют и соответствующие им видеосигналы преобразуют в цифровой код и затем под управлением четырех управляющих сигналов сканирования распределяют по четырем регистрам, т.е. по соответствующим адресам оперативной памяти вычислительного устройства, соответствующих суммарно-разностных диаграмм, далее, после их вычитания, формируют цифровые коды сигналов радиолокационного пеленгования объекта визирования в двух взаимно перпендикулярных плоскостях его пеленгования в базовой антенной системе координат, т.е. реализуют радиолокационное пеленгование объекта визирования; одновременно сформированные сигналы инерциального пеленгования заданного объекта визирования, которые характеризуют рассогласования, т.е. ошибку между направлением оптической оси зеркала интегрированного антенного устройства и направлением вектора визирования заданного объекта визирования, и сформированные сигналы радиолокационного пеленгования объекта визирования при радиолокационном автосопровождении объекта визирования, которые характеризуют рассогласования, т.е. ошибку, между направлением оптической оси зеркала интегрированного антенного устройства и направлением линии визирования, т.е. направлением максимума диаграммы направленности интегрированного антенного устройства при излучении зондирующих СВЧ-сигналов в направлении на объект визирования, соответственно корректируют, сравнивают и формируют разностный сигнал, содержащий внешние широкополосные радиочастотные помехи и внутренние шумы радиолокационного пеленгования объекта визирования, а также помеху, т.е ошибку, которая обусловлена собственным пространственным перемещением подвижного носителя и которую при радиолокационном пеленговании объекта визирования не представляется возможным дифференцировано определить, и узкополосную помеху обусловленную ошибкой инерциального пеленгования объекта визирования, далее полученный разностный сигнал подвергают низкочастотной фильтрации, производят его адаптивное помехоустойчивое статистическое оценивание, подавляют при этом широкополосные помехи радиолокационного пеленгования объекта визирования, воспроизводят, т.е выделяют, узкополосные помехи оценивания разностного сигнала, формируют сигнал, пропорциональный точный оценке разностного сигнала, для компенсации узкополосной помехи, обусловленной ошибкой инерциального пеленгования объекта визирования, для чего сигнал, пропорциональный точной оценке, суммируют с сигналом инерциального пеленгования объекта визирования, вследствие чего осуществляют компенсацию узкополосной помехи, в результате формируют отфильтрованный сигнал управления направлением на объект визирования линии визирования, который отрабатывают с минимальной ошибкой, при этом сигнал, пропорциональный минимальной ошибке, определяют как разность между сигналом, пропорциональным эквивалентной погрешности измерения угловой координаты объекта визирования, и сигналом, пропорциональным компенсирующей точкой оценке разностного сигнала, причем сигнал, пропорциональный эквивалентной погрешности измерения угловой координаты объекта визирования, пропорционален также разности углового смещения объекта визирования, обусловленного его собственным движением, и узкополосной помехи, т.е ошибки, инерциального пеленгования объекта визирования.

2. Система, осуществляющая способ по п.1, характеризующаяся тем, что функционально состоит из контура инерциального автосопровождения, в который входят инерциальный угловой дискриминатор сигналов пеленгования объекта визирования в двух взаимно перпендикулярных плоскостях его пеленгования в базовой антенной системе координат и четвертый сумматор, из контура радиолокационного автосопровождения, в который входят радиолокационный угловой дискриминатор сигналов пеленгования объекта визирования в двух взаимно перпендикулярных плоскостях его пеленгования в базовой антенной системе координат, первый сумматор, второй сумматор, первая корректирующая цепь, из контура фильтрации и компенсации, содержащего динамическое звено, охваченное жесткой отрицательной обратной связью, кроме того, система содержит первый элемент сравнения, ключ переключения режимов работы системы, информационную линию связи инерциального углового дискриминатора с внешней аппаратурой подготовки и управлением пуском подвижного носителя, информационную линию связи инерциального углового дискриминатора с интегрированным антенным устройством и структурно включает в свой состав интегрированное антенное устройство, антенно-волноводный и приемно-передающий модуль, цифровое вычислительное устройство, математическое и программное обеспечение которого реализует алгоритмы угловых дискриминантов и алгоритмы системы в целом, при этом интегрированное антенное устройство содержит зеркало с облучателем, двухосный карданов подвес, ось поворота наружной рамки которого установлена на основании интегрированного антенного устройства, а ось поворота внутренней рамки которого установлена в наружной рамке перпендикулярно к ее оси поворота, электродвигатель поворота наружной рамки двухосного карданова подвеса и электродвигатель поворота внутренней рамки двухосного карданова подвеса, интегрированное антенное устройство содержит датчик сигнала угла поворота наружной рамки двухосного карданова подвеса, датчик сигнала угла поворота внутренней рамки двухосного карданова подвеса соответственно по углу наклона и по азимуту, а также управляемый трехстепенной гироскоп, двухканальный гироскопический датчик сигналов угловой скорости, три однокомпонентных акселерометра, причем гироскоп установлен во внутренней рамке двухосного карданова подвеса интегрированного антенного устройства так, что направление вектора кинетического момента его ротора в заарретированном положении гироскопа совпадает с нулевым направлением линии визирования интегрированного антенного устройства, гироскоп содержит трехосный карданов подвес ротора гироскопа, датчик сигнала угла процессии внутренней рамки трехосного карданова подвеса ротора и датчик сигнала угла прецессии наружной рамки трехосного карданова подвеса ротора гироскопа, датчик сигнала момента управления направлением поворота внутренней рамки трехосного карданова подвеса ротора гироскопа, датчик сигнала момента управления направлением поворота наружной рамки трехосного карданова подвеса ротора гироскопа, при этом ось собственного вращения ротора гироскопа установлена во внутренней рамке трехосного карданова подвеса ротора гироскопа, ось поворота которой установлена в наружной рамке трехосного карданова подвеса ротора гироскопа, ось поворота которой установлена в корпусе гироскопа, а корпус гироскопа жестко закреплен во внутренней рамке двухосного карданова подвеса интегрированного антенного устройства, на соответствующих осях поворота рамок трехосного карданова подвеса ротора гироскопа установлены соответственно датчики сигнала угла прецессии внутренней и наружной рамок трехосного карданова подвеса ротора гироскопа; интегрированное антенное устройство также включает в свой состав электронный узел гиростабилизации и управление направлением зеркала антенны на объект визирования по углу наклона, электронный узел гиростабилизации и управления направлением зеркала антенны на объект визирования по азимуту, а также усилители сигналов обратной связи в соответствующих каналах гироскопического датчика сигналов угловой скорости, который установлен во внутренней рамке двухосного карданова подвеса интегрированного антенного устройства так, что в заарретированном положении одна из его осей чувствительности совпадает с нулевым направлением линии визирования интегрированного антенного устройства, а другая его ось чувствительности ориентирована, например, вверх вдоль положительного направления оси поворота внутренней рамки двухосного карданова подвеса интегрированного антенного устройства, при этом направление вектора кинетического момента ротора гироскопического датчика сигналов угловой скорости совпадает с положительным направлением оси поворота наружной рамки двухосного карданова подвеса интегрированного антенного устройства; все три акселератора установлены во внутренней рамке двухосного карданова подвеса интегрированного антенного устройства так, что ось чувствительности одного из них взаимно ортогональна по отношению к взаимно ортогональным осям чувствительности двух других однокомпонентных акселерометров, при этом ось чувствительности одного из трех однокомпонентных акселерометров совпадает в заарретированном положении с нулевым направлением линии визирования интегрированного антенного устройства; выходы соответствующих датчиков сигналов угла процессии внутренней рамки и наружной рамки трехосного карданова подвеса ротора гироскопа соответственно соединены с выходом электронных узлов гиростабилизации и управления направлением зеркала интегрированного устройства на объект визирования по углу наклона и по азимуту, выходы которых соединены соответственно с электродвигателями поворота наружной рамки и внутренней рамки двухосного карданова подвеса интегрированного антенного устройства, при этом выходы датчиков сигналов угла процессии внутренней рамки и наружной рамки трехосного карданова подвеса ротора двухканального гироскопического датчика сигналов угловой скорости соединены соответственно с входом усилителей сигналов обратной связи, выходы которых соединены соответственно с датчиками сигналов момента внутренней и наружной рамок трехосного карданова подвеса двухканального гироскопического датчика сигналов угловой скорости; зеркало интегрированного антенного устройства выполнено с возможностью поворота в двух взаимно перпендикулярных плоскостях с помощью двухстепенного шарнира относительно центра излучения облучателя, жестко закрепленного на основании интегрированного антенного устройства, при этом зеркало шарнирно соединено тягами механического координатора интегрированного антенного устройства соответственно с наружной рамкой и с внутренней рамкой двухосного карданова подвеса интегрированного антенного устройства так, что расстояние между каждым из шарниров на задней поверхности зеркала и его центром поворота равно расстоянию между каждым из шарниров, установленных соответственно на наружной рамке и внутренней рамке двухосного карданова подвеса интегрированного антенного устройства, и центром поворота этих рамок; интегрированное антенное устройство также включает в свой состав электронный узел формирования управляющего сигнала, пропорционального задаваемой угловой скорости поворота зеркала в вертикальной плоскости, электронный узел формирования управляющего сигнала, пропорционального задаваемой угловой скорости поворота зеркала в горизонтальной плоскости, а также электронный узел масштабирования сигнала, снимаемого с выхода электронного узла формирования управляющего сигнала задаваемой угловой скорости поворота зеркала в вертикальной плоскости, соединенного со входом датчика сигнала момента управления направлением поворота наружной рамки трехосного карданова подвеса ротора гироскопа, причем сигнал, снимаемый с выхода электронного узла масштабирования сигнала с выхода электронного узла формирования управляющего сигнала угловой скорости поворота зеркала в вертикальной плоскости, пропорционален проекции вектора абсолютной угловой скорости поворота зеркала интегрированного антенного устройства на поперечную ось системы координат, связанной с зеркалом, а выход узла формирования управляющего сигнала, пропорционального задаваемой угловой скорости поворота зеркала в горизонтальной плоскости соединен с выходом датчика сигнала момента управления направлением поворота внутренней рамки трехосного карданова подвеса ротора гироскопа; выходы трех однокомпонентных акселерометров соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами цифрового вычислительного устройства, выходы двухканального гироскопического датчика сигналов угловой скорости и выход электронного узла масштабирования сигнала, снимаемого с выхода электронного узла формирования управляющего сигнала задаваемой угловой скорости поворота зеркала в вертикальной плоскости, соединены соответственно с четвертым, пятым и шестым входами цифрового вычислительного устройства, выход датчика сигнала поворота наружной рамки и выход датчика сигнала поворота внутренней рамки двухосного карданова подвеса соответственно по углу наклона и по азимуту соединены с седьмым и восьмым входом цифрового вычислительного устройства, первый и второй выход которого соединен соответственно с входом электронного узла формирования управляющего сигнала, пропорционального задаваемой угловой скорости поворота зеркала в вертикальной плоскости и с входом электронного узла формирования управляющего сигнала, пропорционального задаваемой угловой скорости поворота зеркала в горизонтальной плоскости; антенно-волноводный и приемо-передающий модуль, соединенный с четырехканальным облучателем, содержит суммарно-разностный преобразователь СВЧ-сигналов, выходы которого через волноводно-коммутирующее устройство соединены с приемопередатчиком, при этом суммарно-разностный преобразователь, волноводно-коммутирующее устройство и приемопередатчик соединены с десятым входом-выходом цифрового вычислительного устройства информационной линией связи, по которой осуществляется информационное взаимодействие антенно-волноводного и приемо-передающего модуля и цифрового вычислительного устройства, при этом девятый информационный вход цифрового вычислительного устройства соединен информационной линией связи с внешней аппаратурой подготовки и управления пуском подвижного носителя, по которой поступает штатный информационный массив сигналов начального целеуказания и начальной выставки инерциального пеленгования объекта визирования, а третий информационный выход цифрового вычислительного устройства соединен информационной линией связи, по которой поступает массив сигналов, необходимых для формирования сигналов самонаведения подвижного носителя на объект визирования, с внешней аппаратурой управления подвижным носителем.