RU2232402C2 - Method for determination of range to sources of radio emission and rate of closure to them in single-position radar systems - Google Patents

Method for determination of range to sources of radio emission and rate of closure to them in single-position radar systems Download PDF

Info

Publication number
RU2232402C2
RU2232402C2 RU2002124530/09A RU2002124530A RU2232402C2 RU 2232402 C2 RU2232402 C2 RU 2232402C2 RU 2002124530/09 A RU2002124530/09 A RU 2002124530/09A RU 2002124530 A RU2002124530 A RU 2002124530A RU 2232402 C2 RU2232402 C2 RU 2232402C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
values
iri
components
vector
matrix
Prior art date
Application number
RU2002124530/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002124530A (en
Inventor
В.В. Дрогалин (RU)
В.В. Дрогалин
И.В. Забелин (RU)
И.В. Забелин
А.И. Канащенков (RU)
А.И. Канащенков
В.И. Меркулов (RU)
В.И. Меркулов
О.Ф. Самарин (RU)
О.Ф. Самарин
В.В. Францев (RU)
В.В. Францев
В.С. Чернов (RU)
В.С. Чернов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон - научно-исследовательский институт радиостроения"
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 Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон - научно-исследовательский институт радиостроения" filed Critical Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон - научно-исследовательский институт радиостроения"
Priority to RU2002124530/09A priority Critical patent/RU2232402C2/en
Publication of RU2002124530A publication Critical patent/RU2002124530A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2232402C2 publication Critical patent/RU2232402C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: the method provides for determination of the range to the sources of radio emission and the rate of closure to them in radar systems by the measured values of angular co-ordinates of the sources of radio emission.
SUBSTANCE: the process of determination of the range and the rate of closure is divided into two stages. In the preliminary stage the approximate values of the range to the source of radio emission (
Figure 00000179
) and the rate of closure to the source of radio emission (
Figure 00000180
) are computer by the measured values of pitch, angle of jaw, altitude of the flight vehicle, lateral accelerations of the flight vehicle (
Figure 00000181
), bearings
Figure 00000182
and angular velocities of the sighting line of the source of radio emission
Figure 00000183
in the horizontal and vertical planes. Dispersions of measurement errors of
Figure 00000184
and
Figure 00000185
are memorized. According to the computer values of
Figure 00000186
and
Figure 00000187
, the values of variables
Figure 00000188
determining the degree of coupling of various co-ordinates and parameters of mutual movement of the flight vehicle and the source of radio emission are computed and memorized. The apriori and a posteriori dispersions of distribution of
Figure 00000189
and
Figure 00000190
are memorized. The values of
Figure 00000191
and
Figure 00000192
are measured in the main stage. The current values of dispersions of distribution of
Figure 00000193
and
Figure 00000194
; the gains of the errors of prediction of
Figure 00000195
and
Figure 00000196
are computer and memorized; the current values of variables
Figure 00000197
are estimated, and the current values of components
Figure 00000198
of fundamental matrix are computed and memorized according to them.
Figure 00000200
and
Figure 00000201
are computed according to the obtained values of components of the matrix. Prediction of the values of
Figure 00000202
and
Figure 00000203
for the next step of measurements is made. Then, the process described above, beginning from the second stage, is repeated.
EFFECT: enhanced accuracy of determination of co-ordinates.
4 dwg

Description

Изобретение относится к области радиолокации, в том числе и к пассивной радиолокации. Использование изобретения позволит по угломерным данным в однопозиционных радиолокационных системах (РЛС) измерять дальность до движущихся источников радиоизлучения (ИРИ), в том числе и постановщиков помех, и скорость сближения с ними.The invention relates to the field of radar, including passive radar. The use of the invention will allow to measure the distance to moving sources of radio emission (IRI), including the directors of interference, and the speed of approach with them using goniometric data in single-position radar systems (radar).

Основным источником информации о воздушной и наземной обстановке на летательных аппаратах (ЛА) являются бортовые РЛС, от качества функционирования которых существенно зависит эффективность авиации. С развитием техники радиолокации одновременно происходит совершенствование средств радиоэлектронной борьбы и их возможностей по подавлению РЛС [1]. В связи с чем в процессе работы РЛС с высокой степенью вероятности возможна ситуация, когда в ней каналы измерения дальности и скорости будут подавлены радиопомехами, создаваемыми станциями активных помех, размещенными на лоцируемых объектах [2, 3]. В такой ситуации определение дальности до лоцируемого объекта, который в рассматриваемом случае становится ИРИ, и скорости сближения с ним может быть осуществлено по его угломерным данным - пеленгу и угловой скорости линии визирования, измеренных РЛС по помеховым сигналам пассивными способами [4-11], поскольку измерение пеленгов и угловых скоростей линии визирования ИРИ может быть осуществлено известными в радиотехнике способами и не вызывает особых трудностей.The main source of information about the air and ground conditions on aircraft (aircraft) are airborne radars, the effectiveness of aviation significantly depends on the quality of their operation. With the development of radar technology, there is simultaneously an improvement in electronic warfare and their capabilities to suppress radar [1]. In this connection, during the operation of the radar with a high degree of probability, a situation is possible when in it the channels for measuring range and speed will be suppressed by radio interference created by active jamming stations located at the located objects [2, 3]. In such a situation, the determination of the range to the positioned object, which in the case under consideration becomes an IRI, and the approach speed with it can be carried out according to its goniometric data - bearing and angular velocity of the line of sight, measured by radar from interfering signals using passive methods [4-11], since measurement of bearings and angular velocities of the IRI line of sight can be carried out by methods known in radio engineering and does not cause any particular difficulties.

Для определения дальности до ИРИ и скорости сближения с ним известны различные способы, среди которых наибольшее распространение получили статические способы, включающие азимутально-угломестный, триангуляционный и кинематический, и позиционно-скоростные способы, включающие псевдотриангуляционный и динамико-кинематический [12].Various methods are known to determine the distance to the IRI and the speed of approach with it, among which the most widely used are static methods, including azimuth-elevation, triangulation and kinematic, and position-velocity methods, including pseudotriangulation and dynamic-kinematic [12].

Азимутально-угломестный способ использует результаты одновременного измерения азимута и угла места неподвижного наземного ИРИ [4], однако сфера его применения ограничена только неподвижными ИРИ [12].The azimuthal elevation method uses the results of simultaneous measurements of the azimuth and elevation angle of a fixed ground-based IRI [4], however, its scope is limited only to stationary IRI [12].

Триангуляционный способ определения положения ИРИ использует формульные зависимости между сторонами и углами треугольника, вершины которых связаны с ИРИ и ЛА. Однако сфера его применения ограничена также только неподвижными наземными ИРИ [12].The triangulation method for determining the position of the IRI uses formula dependencies between the sides and angles of a triangle whose vertices are connected with the IRI and aircraft. However, the scope of its application is also limited only by motionless ground-based IRI [12].

Кинематические способы опираются на знание уравнений, описывающих процесс взаимного перемещения ЛА и ИРИ, в том числе и движущегося. В литературе [12] показано, что основным недостатком известных кинематических способов является достаточно низкая точность определения дальности до подвижных ИРИ и скорости сближения с ними, повышение которой можно обеспечить лишь за счет увеличения тангенциальной составляющей скорости движения ИРИ Vтан относительно ЛА в результате маневра ЛА с отворотом от ИРИ, что вступает в противоречие с необходимостью выдерживания определенной траектории полета ЛА.Kinematic methods rely on knowledge of the equations describing the process of mutual movement of the aircraft and Iran, including the moving one. In the literature [12], it was shown that the main drawback of the known kinematic methods is the rather low accuracy of determining the distance to mobile IRI and the speed of approach with them, an increase which can only be achieved by increasing the tangential component of the speed of the IRI V tang relative to the aircraft as a result of maneuvering the aircraft with a lapel from the IRI, which contradicts the need to maintain a certain flight path of the aircraft.

Псевдотриангуляционный способ определения дальности и скорости сближения с подвижным ИРИ по угломерным данным РЛС, функционирующей в пассивном режиме, разработан как альтернатива триангуляционному способу, но во многом схож с ним [13, 14]. Основное достоинство данного способа состоит в относительной простоте его реализации. В [13] показано, что с помощью данного способа можно достаточно точно оценивать дальность до ИРИ и скорость сближения с ним, однако высокая точность оценивания может быть достигнута лишь при выполнении ЛА отворота от ИРИ на достаточно большой угол. Кроме этого, при определении координат движущихся ИРИ данным способом необходимо использовать производные от измеренных координат до 3-го порядка включительно, что накладывает на данный способ существенные ограничения.The pseudo-triangulation method for determining the range and speed of approach to a mobile IRI from the goniometric data of a radar operating in a passive mode has been developed as an alternative to the triangulation method, but is largely similar to it [13, 14]. The main advantage of this method is the relative simplicity of its implementation. In [13], it was shown that using this method, it is possible to accurately estimate the distance to the IRI and the speed of approach with it, however, high accuracy of the assessment can be achieved only when performing an aircraft lapel from the IRI at a sufficiently large angle. In addition, when determining the coordinates of moving IRI in this way, it is necessary to use derivatives of the measured coordinates up to and including 3rd order, which imposes significant limitations on this method.

Динамико-кинематические способы основаны на математическом описании в пространстве состояний собственного или относительного движения ИРИ и ЛА - носителя РЛС. В литературе [12] дано достаточно подробное описание данных способов и показано, что такой подход к решению задачи определения дальности и скорости сближения с неманеврирующим ИРИ позволяет использовать их на практике. Однако в реальных условиях, с достаточно большой степенью вероятности, ИРИ будет маневрировать. В этом случае алгоритмы оценивания фазовых координат, так же как и движение ЛА-носителя РЛС, усложняются, что достаточно часто приводит к формированию расходящихся оценок дальности до ИРИ и скорости сближения с ним [12].Dynamic-kinematic methods are based on a mathematical description in the state space of the intrinsic or relative motion of the IRI and the aircraft - radar carrier. A rather detailed description of these methods is given in the literature [12] and it is shown that such an approach to solving the problem of determining the range and speed of convergence with non-maneuvering IRI allows using them in practice. However, in real conditions, with a fairly high degree of probability, the IRI will maneuver. In this case, the algorithms for estimating the phase coordinates, as well as the movement of the LA carrier of the radar, are complicated, which often leads to the formation of diverging estimates of the distance to the IRI and the speed of approach with it [12].

Из известных технических решений наиболее близким является способ определения дальности до ИРИ и скорости сближения с ним, описанный в литературе [12, стр. 79-81] на основе материалов, изложенных в [15]. Суть способа заключается в том, что на первом предварительном этапе в момент времени k-1 на летательном аппарате, отображенном на фиг.1 символами “ЛА” и движущемся со скоростью Vлa, измеряют xла(k-1), zла(k-1), yла(k-1) - координаты собственного местоположения в неподвижной земной системе координат OXYZ и запоминают их.Of the known technical solutions, the closest is the method of determining the distance to the IRI and the speed of approach with it, described in the literature [12, p. 79-81] based on the materials described in [15]. The essence of the method lies in the fact that at the first preliminary stage at time k-1 on the aircraft displayed in Fig. 1 with the symbols “LA” and moving at a speed of V la , x la (k-1), z la (k -1), y la (k-1) - the coordinates of their own location in the fixed Earth coordinate system OXYZ and remember them.

В этот же момент времени на ЛА принимают радиосигналы от ИРИ, отображенного на фиг.1 символами “ИРИ” и движущегося со скоростью Vири. По этим радиосигналам измеряют азимут α(k-1) и угол места β(k-1) ИРИ, значения которых запоминают.At the same time on the aircraft receive signals from the emitter, 1 symbols mapped "IRI" and moving with velocity V iri. The azimuth α (k-1) and elevation angle β (k-1) of the IRI are measured from these radio signals, the values of which are remembered.

Поскольку любой измеритель осуществляет измерения с ошибками, дисперсия которых для любого измерителя известна, то для учета в дальнейшем ошибок измерения азимута и угла места, дисперсии ошибок измерения азимута

Figure 00000002
и угла места
Figure 00000003
запоминают в виде значений сооответствующих компонент матрицыSince any meter makes measurements with errors, the dispersion of which is known for any meter, then in order to take into account further errors in measuring azimuth and elevation, the variance of errors in azimuth measurement
Figure 00000002
and elevation
Figure 00000003
stored in the form of values of the corresponding matrix components

Figure 00000004
Figure 00000004

называемой матрицей дисперсий шумов измерения.called the matrix of variances of measurement noise.

По упомянутым запомненным значениям координат местоположения ЛА, азимута и угла места ИРИ вычисляют значения координат местоположения ИРИ в той же системе координат (см. фиг.1) в соответствии с формуламиBased on the mentioned stored values of the coordinates of the location of the aircraft, the azimuth and elevation angle of the IRI, the coordinates of the coordinates of the IRI in the same coordinate system are calculated (see figure 1) in accordance with the formulas

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

где xири(k-1), zири(k-1) - значения координат ИРИ по осям Х и Z.where x iri (k-1), z iri (k-1) are the coordinates of the IRI along the X and Z axes.

Кроме этого, исходя из диапазона возможных скоростей и ускорений заданных типов движущихся ИРИ, задают значения Vxири, Vzири - скоростей и ахири, аzири - ускорений движения ИРИ, по соответствующим осям упомянутой системы координат.In addition, based on the range of possible speeds and accelerations of the given types of moving IRIs , the values of V xiri , V ziri are the velocities and a hiri , and ziri are the accelerations of the IRI, along the corresponding axes of the mentioned coordinate system.

Вычисленные значения xири(k-1), zири(k-1) и заданные значения Vхири, Vzири, ахири, аzири запоминают в виде соответствующих значений компонент вектораThe calculated values of x iri (k-1), z iri (k-1) and the given values of V hiri , V ziri , and hiri , and ziri are stored in the form of the corresponding values of the components of the vector

Rири(k-1)=[xири(k-1)axири(k-1)zири(k-1)Vzири(k-1)azири(k-1)]T,R iri (k-1) = [x iri (k-1) a hiri (k-1) z iri (k-1) V ziri (k-1) a ziri (k-1)] T ,

называемого вектором состояния ИРИ, где символ “т” определяет операцию транспонирования.called the state vector of IRI, where the symbol “t” defines the transpose operation.

Поскольку вычисление значений координат ИРИ сопровождается случайными ошибками, дисперсии которых известны, и задание скоростей и ускорений движения ИРИ осуществляется также с большими ошибками, то для учета в дальнейшем этих ошибок, наиболее весомыми из которых являются ошибки определения ускорений ИРИ, дисперсии шумов ускорений ИРИ

Figure 00000007
Figure 00000008
по осям Х и Z соответственно запоминают в виде соответствующих значений компонент матрицыSince the calculation of the coordinates of the IRI is accompanied by random errors, the variances of which are known, and the speed and acceleration of the IRI are also set with large errors, then to take into account these errors in the future, the most significant of which are the errors in determining the accelerations of the IRI, the variance of the noise of the accelerations of the IRI
Figure 00000007
Figure 00000008
along the X and Z axes, respectively, the components of the matrix are stored in the form of corresponding values

Figure 00000009
Figure 00000009

называемой матрицей дисперсий шумов состояния. Размерность упомянутой матрицы определяют в соответствии с размерностью n вектора состояния: поскольку в состав вектора состояния ИРИ входят шесть компонент, т.е. n=6, то размерность матрицы dr n×n=6×6.called the state noise variance matrix. The dimension of the matrix is determined in accordance with the dimension n of the state vector: since six components are included in the state vector of the IRI, i.e. n = 6, then the dimension of the matrix is d r n × n = 6 × 6.

Перевод всех упомянутых выше значений координат и параметров движения ЛА и ИРИ в векторно-матричную форму обусловлен тем, что современные вычислители способны выполнять обработку представленных в такой, более удобной для программирования и хранения данных форме.The translation of all the coordinate values and motion parameters of the aircraft and IRI mentioned above into a vector-matrix form is due to the fact that modern calculators are capable of processing the data presented in such a form that is more convenient for programming and storing data.

Упомянутые значения координат местоположения ИРИ и параметров их движения, запомненных в виде значений компонент вектора Rири(k-1), экстраполируют на следующий k-ый момент измерений по формулеThe mentioned values of the coordinates of the location of the IRI and the parameters of their motion, stored in the form of the values of the components of the vector R iri (k-1), are extrapolated to the next k-th moment of measurement according to the formula

Rэири(k)=Ф(k,k-1)Rири(k-1),R airy (k) = Ф (k, k-1) R iri (k-1),

гдеWhere

Rэири(k)=[xэири(k) Vхэири(k) aхэири(k) zэири(k) Vzириу (k) azэири (k)]T R eiri (k) = [x eiri (k) V heiri (k) a heiri (k) z airi (k) V ziriu (k) a zairi (k)] T

- вектор, компоненты которого xэири(k), Vxэири(k), аxири(k), zэири(k), Vzэири(k),is a vector whose components are x eiri (k), V xheiri (k), and xiri (k), z eiri (k), V zeiiri (k),

аzэири(k) - экстраполированные на следующий момент измерений значения координат местоположения ИРИ xири(k), zири(k), скорости Vхири(k), Vzири(k) и ускорения ахири(k) аzири(k) его движения по соответствующим осям упомянутой выше системы координат;and zeiiri (k) are the extrapolated at the next measurement moment the coordinates of the location of the IRI x iri (k), z iri (k), speed V hiri (k), V ziri (k) and acceleration a hiri (k) and ziri (k ) its movement along the corresponding axes of the coordinate system mentioned above;

Figure 00000010
Figure 00000010

- матрица, называемая в литературе переходной или фундаментальной, в которой λх и λz - считающиеся известными константы, определяющие постоянные времени маневра ИРИ по соответствующей координате, зависящие от его характера и задаваемые исходя из априорных сведений о типе ИРИ;- a matrix called transitional or fundamental in the literature, in which λ x and λ z are known constants that determine the IRI maneuver time constants in the corresponding coordinate, depending on its nature and set based on a priori information about the type of IRI;

τ - интервал дискретизации.τ is the sampling interval.

Экстраполированные значения координат местоположения ИРИ и параметров их движения запоминают в виде соответствующих значений компонент вектора состояния Rэири(k).The extrapolated values of the coordinates of the location of the IRI and the parameters of their motion are stored in the form of the corresponding values of the components of the state vector R eiri (k).

Кроме этого, для следующего k-го момента времени вычисляют экстраполированные значения апостериорных дисперсий и взаимных дисперсий ошибок фильтрации Dэ(k) компонент вектора состояния в соответствии с формулойIn addition, for the next k-th time instant, the extrapolated values of the posterior variances and mutual variances of the filtering errors D e (k) components of the state vector are calculated in accordance with the formula

Dэ(k)=Ф(k,k-1)D(k-l)ФT(k,k-1)+DR,D e (k) = Ф (k, k-1) D (kl) Ф T (k, k-1) + D R ,

гдеWhere

Figure 00000011
Figure 00000011

- матрица экстраполированных апостериорных значений дисперсий и взаимных дисперсий ошибок фильтрации, в которой значения ее компонент dэij, где

Figure 00000012
Figure 00000013
представляют собой экстраполированные апостериорные дисперсии и взаимные дисперсии ошибок фильтрации соответствующих значений компонент вектора состояния Rэири;- a matrix of extrapolated posterior values of variances and mutual variances of filtering errors, in which the values of its components are d eij , where
Figure 00000012
Figure 00000013
represent extrapolated a posteriori variances and mutual variances of filtering errors of the corresponding values of the components of the state vector R eiri ;

Figure 00000014
Figure 00000014

- матрица апостериорных дисперсий и взаимных дисперсий ошибок фильтрации, значения компонент которой dij, где

Figure 00000015
Figure 00000016
в начальный момент времени задают исходя из априорных сведений о корреляционной матрице распределения соответствующих значений плотности вероятности соответствующих компонент вектора состояния ИРИ Rири, а в дальнейшем вычисляют.- a matrix of posterior variances and mutual variances of filtering errors, the component values of which d ij , where
Figure 00000015
Figure 00000016
at the initial moment of time, they are set based on a priori information about the correlation matrix of the distribution of the corresponding probability density values of the corresponding components of the state vector of the IRI R iri , and are further calculated.

Вычисленные экстраполированные значения апостериорных дисперсий и взаимных дисперсий ошибок фильтрации dэij запоминают в виде соответствующих значений компонент матрицы Dэ(k).The calculated extrapolated values of posterior dispersions and mutual dispersions of filtering errors d eij are stored in the form of the corresponding values of the components of the matrix D e (k).

На втором основном этапе, в момент времени k, отстоящего от момента времени k-1 на τ - интервал дискретизации, измеряют скорость ЛА Vлa(k), координаты его местоположения xла(k), zлa(k) и yла(k) и принимают радиосигналы от ИРИ, по которым измеряют значения азимута α(k) и угла места β(k) ИРИ. Измеренные значения азимута α(k) и угла места β(k) ИРИ запоминают в виде соответствующих значений компонент вектораIn the second main stage, at time k, which is τ − sampling interval from time k-1, the sampling interval, the aircraft speed V la (k), its location coordinates x la (k), z la (k) and y la ( k) and receive radio signals from the IRI, which measure the azimuth α (k) and elevation angle β (k) of the IRI. The measured values of the azimuth α (k) and elevation angle β (k) IRI are stored in the form of the corresponding values of the components of the vector

z(k)=[α(k)((k)]T,z (k) = [α (k) ((k)] T ,

называемого вектором измерений.called the measurement vector.

По измеренным значениям местоположения ЛА xлa(k), zлa(k), yлa(k), азимута α(k), угла места β(k) ИРИ и запомненным экстраполированным значениям апостериорных дисперсий и взаимных дисперсий ошибок фильтрации dэij вычисляют значения компонент матрицы D(k) - апостериорных дисперсий и взаимных дисперсий ошибок фильтрации в соответствии с формулойFrom the measured values of the aircraft location x la (k), z la (k), yla (k), azimuth α (k), elevation angle β (k) IRI and stored extrapolated values of a posteriori dispersions and mutual dispersions of filtering errors d eij calculate the values components of the matrix D (k) - posterior variances and mutual variances of filtering errors in accordance with the formula

Figure 00000017
Figure 00000017

где

Figure 00000018
- представляет собой матрицу производных, в которойWhere
Figure 00000018
- is a matrix of derivatives in which

Figure 00000019
Figure 00000019

- вектор, компоненты которого представляют собой азимут и угол места ИРИ, соответственно.- a vector whose components are the azimuth and elevation angle of the IRI, respectively.

Кроме этого, по измеренным значениям местоположения ЛА xла(k), zлa(k), ула(k), азимута α(k), угла места β(k) ИРИ, запомненным экстраполированным значениям координат местоположения ИРИ, скорости и ускорения его движения и вычисленным значениям компонент матрицы D(k) оценивают значения компонент вектора состояния ИРИ Rири(k) в соответствии формулойIn addition, according to the measured values of the location of the aircraft x la (k), z la (k), y la (k), azimuth α (k), elevation angle β (k) IRI, stored extrapolated values of the coordinates of the location of the IRI, speed and acceleration its motion and the calculated values of the components of the matrix D (k) evaluate the values of the components of the state vector IRI R iri (k) in accordance with the formula

Figure 00000020
Figure 00000020

гдеWhere

Figure 00000021
Figure 00000021

- вектор, компоненты которого представляют собой оцененные значения соответствующих компонент вектора состояния; символ “^” означает, что используются оцененные значения компонент соответствующей компоненты вектора или матрицы.- a vector whose components are the estimated values of the corresponding components of the state vector; the symbol “^” means that the estimated values of the components of the corresponding component of the vector or matrix are used.

По оцененным значениям

Figure 00000022
Figure 00000023
- координат ИРИ,
Figure 00000024
Figure 00000025
Figure 00000026
Figure 00000027
- скоростей и ускорений ИРИ по соответствующим осям земной системы координат вычисляют дальность до ИРИ Дири и скорости сближения с ним Vxcб, Vzcб по соответствующим осям по формуламAccording to estimated values
Figure 00000022
Figure 00000023
- coordinates of Iran,
Figure 00000024
Figure 00000025
Figure 00000026
Figure 00000027
- IRI velocities and accelerations of the respective axes terrestrial coordinate system calculated range to the D iri IRI and closing velocity to it xcb V, V zcb along the corresponding axes according to the formulas

Д(k)=улa(k)/sinβ(k);D (k) = y la (k) / sinβ (k);

Figure 00000028
Figure 00000028

Figure 00000029
Figure 00000029

Далее описанный выше процесс, начиная со второго этапа, повторяют.Further, the above process, starting from the second stage, is repeated.

Недостатком прототипа является ограничение в применении только наземными малоподвижными ИРИ [12]. В случае использования данного способа по интенсивно маневрирующим ИРИ, процедура оценивания дальности до ИРИ и скорости сближения с ним значительно усложняется, и способ становится практически неработоспособным из-за низкой устойчивости процесса оценивания компонент вектора состояния ИРИ [12].The disadvantage of the prototype is the restriction in the use of only terrestrial inactive IRI [12]. In the case of using this method according to intensively maneuvering IRI, the procedure for estimating the distance to the IRI and the speed of approach with it is much more complicated, and the method becomes practically inoperative due to the low stability of the process of evaluating the components of the state vector of the IRI [12].

Таким образом, задачей изобретения является разработка высокоточного способа определения дальности до маневрирующих ИРИ и скорости сближения с ними в однопозиционных радиолокационных системах.Thus, the objective of the invention is to develop a high-precision method for determining the range to maneuvering IRI and the speed of approach with them in single-position radar systems.

Принципиальное отличие заявленного изобретения от прототипа заключается в том, что в прототипе неизвестные значения компонент вектора состояния Rири ИРИ, т.е. координаты местоположения ИРИ, скорости и ускорения его движения, оцениваются с учетом считающихся полностью известными параметрами маневра ИРИ, задаваемыми посредством констант λх и λz, входящих в соответствующие компоненты фундаментальной матрицы Ф(k,k-1), а в предлагаемом способе оцениваются значения неизвестных компонент фундаментальной матрицы Ф(k,k-1) по вычисляемым значениям компонент вектора состояния ИРИ при условии, что компоненты фундаментальной матрицы являются функциями Дири - дальности до ИРИ и V - скорости сближения с ним, и затем по этим компонентам вычисляют значения дальности до ИРИ и скорости сближения с ним.The principal difference from the prototype of the claimed invention lies in the fact that the unknown values of the prototype vector components R iri state IRI, i.e. the coordinates of the location of the IRI, the speed and acceleration of its movement, are estimated taking into account the completely considered maneuver parameters of the IRI, specified by the constants λ x and λ z included in the corresponding components of the fundamental matrix Φ (k, k-1), and in the proposed method, the values are estimated unknown component of the fundamental matrix F (k, k-1) according to the computed values of the components of IRI state provided that the components are functions of the fundamental matrix E iri - ranges up to the IRI and V ~ Sat - closing speed with no And then these components calculated range values to IRI and closing velocity to it.

Ниже, прежде чем будет описана сущность изобретения, для облегчения понимания последующего материала, рассмотрим решение поставленной задачи в математическом аспекте.Below, before the essence of the invention is described, to facilitate understanding of the subsequent material, we consider the solution of the problem in the mathematical aspect.

Заявляемый способ определения дальности до ИРИ и скорости сближения с ним был получен на основе одного из наиболее простых из известных [16, 17] методов идентификации, называемым в литературе в честь его разработчика методом Мейна [16]. Алгоритм идентификации параметров модели состояния, предложенный Мейном, по своей сути представляет алгоритм линейной фильтрации, в котором оценивается не значения компонент вектора состояния, а значения компонент вектора параметров модели состояния.The inventive method for determining the distance to the IRI and the approximation speed with it was obtained on the basis of one of the simplest known identification methods [16, 17], called in the literature in honor of its developer the Maine method [16]. The algorithm for identifying the parameters of the state model, proposed by Maine, is essentially a linear filtering algorithm in which not the values of the components of the state vector are evaluated, but the values of the components of the vector of parameters of the state model.

Пусть процесс изменения φ - угла визирования ИРИ в одной из плоскостей, ω - угловой скорости линии визирования ИРИ и jп -поперечного ускорения ЛА, записан в векторной форме посредством изменения вектора состоянияLet the process of changing φ - the angle of sight of the IRI in one of the planes, ω - the angular velocity of the line of sight of the IRI and j p- transverse acceleration of the aircraft, be written in vector form by changing the state vector

Figure 00000030
Figure 00000030

где Rири(k), Rири(k-1), Rири(0) - n-мерный вектор состояния в k-й, (k-1)-й и начальный моменты времени, компонентами которого в общем случае могут быть углы визирования ИРИ φ, угловые скорости линии визирования ИРИ ω в различных плоскостях и поперечные ускорение ЛA jп (n - определяется общим количеством компонент, входящих в его состав);where R iri (k), R iri (k-1), R iri (0) is the n-dimensional state vector at the kth, (k-1) th and initial time instants, the components of which in the general case can be IRI sight angles φ, angular velocities of the IRI sight line ω in different planes and lateral acceleration LA j p (n - is determined by the total number of components included in its composition);

Figure 00000031
Figure 00000031

- переходная матрица вектора состояния, компоненты fij(k,k-1) которой в общем случае являются функциями, зависящими от дальности до ИРИ Дири и скорости сближения с ним V, причем имеются обратные функции ηm (m=1, 2), позволяющие по ним вычислить Дири и V по формуламis the transition matrix of the state vector, the components f ij (k, k-1) of which in the general case are functions that depend on the distance to the IRI DIRI and the speed of approach to it V sb , and there are inverse functions η m (m = 1, 2 ), allowing them to calculate D iri and V cb according to the formulas

Figure 00000032
Figure 00000032

Figure 00000033
Figure 00000033

ξr - n-мерный вектор шумов состояния с известной дисперсией, определяемой матрицей дисперсий шумов вектора состояния dr;ξ r is the n-dimensional vector of state noise with a known dispersion determined by the matrix of noise variances of the state vector d r ;

запись “k,k-1” означает, что с помощью компонент переходной матрицы fij(k,k-1), определяющих степень связи между собой различных координат местоположения и параметров взаимного перемещения ЛА и ИРИ, однозначно определяется связь между значениями компонент вектора состояния с момента времени k-1 на момент k.the entry “k, k-1” means that with the help of the components of the transition matrix f ij (k, k-1), which determine the degree of connection between the various location coordinates and the relative parameters of the mutual movement of the aircraft and the IRI, the relationship between the values of the components of the state vector is uniquely determined from time k-1 to time k.

Все компоненты fij(k,k-1) переходной матрицы состояния Ф(k,k-1) (2) объединяют в векторAll components f ij (k, k-1) of the state transition matrix Φ (k, k-1) (2) are combined into a vector

Figure 00000034
Figure 00000034

называемый вектором параметров модели состояния, компоненты al(k) которого находят по компонентам fij(k,k-1) по формуламcalled the state model parameter vector, the components a l (k) of which are found from the components f ij (k, k-1) by the formulas

Figure 00000035
Figure 00000035

где n - общее количество фазовых координат, входящих в вектор состояния.where n is the total number of phase coordinates included in the state vector.

Пусть имеется возможность измерять значения всех или части параметров вектора состояния Rири(k) (1). Процесс измерений записывают в виде вектора измеренийLet it be possible to measure the values of all or part of the parameters of the state vector R iri (k) (1). The measurement process is recorded as a measurement vector

Figure 00000036
Figure 00000036

где H(k) - переходная матрица вектора измерений, посредством которой определяют измеряемые компоненты вектора состояния; ξи - вектор шумов измерений с известной дисперсией, определяемой матрицей дисперсий шумов измерений Dи.where H (k) is the transition matrix of the measurement vector by which the measured components of the state vector are determined; ξ and is the vector of measurement noise with a known dispersion, determined by the dispersion matrix of the measurement noise D and .

Оценку

Figure 00000037
вектора параметров модели состояния a(k) (5) осуществляют, используя алгоритм Мейна [12]:Rating
Figure 00000037
the vector of parameters of the state model a (k) (5) is carried out using the Maine algorithm [12]:

Figure 00000038
Figure 00000038

Figure 00000039
Figure 00000039

Figure 00000040
Figure 00000040

В выражениях (8)-(10) обозначено:In the expressions (8) - (10) is indicated:

а0 - значение вектора параметров модели состояния в начальный момент времени, компоненты которого определяют по априорным данным о дальности до ИРИ и скорости сближения с ним;and 0 is the value of the vector of parameters of the state model at the initial instant of time, the components of which are determined by a priori data on the distance to the IRI and the speed of approach with it;

K(k) - матричный коэффициент усиления;K (k) is the matrix gain;

Figure 00000041
Figure 00000041

- переходная матрица вектора параметров модели состояния размером n×n2;- the transition matrix of the vector of parameters of the state model of size n × n 2 ;

D(k) - матрица дисперсий и взаимных дисперсий ошибок оценивания компонент вектора параметров модели состояния, значения компонент которой в начальный момент времени задают исходя из априорных сведений о корреляционной матрице распределения значений компонент вектора состояния;D (k) is the matrix of variances and mutual variances of errors in estimating the components of the vector of parameters of the state model, the values of the components of which at the initial moment of time are set based on a priori information about the correlation matrix of the distribution of values of the components of the state vector;

0 - n-мерные нулевые векторы.0 - n-dimensional zero vectors.

Поскольку имеется однозначное соответствие между полученными оценками вектора параметров модели состояния

Figure 00000042
и дальностью до ИРИ Дири и скоростью сближения с ним V, то по формулам (3) и (4) вычисляют дальность до ИРИ и скорость сближения с ним.Since there is an unambiguous correspondence between the obtained estimates of the state model parameters vector
Figure 00000042
and the range to IRI D iri and the speed of approach with him V sb , then using formulas (3) and (4) calculate the distance to IRI and the speed of approach with him.

Таким образом, поставленная задача достигается тем, что на первом предварительном этапе выполняют следующее.Thus, the task is achieved in that at the first preliminary stage, the following is performed.

1. В момент времени k-2 на летательном аппарате (ЛА) измеряют ϑ(k-2) - тангаж, ψ(k-2) - угол рыскания и yла(k-2) - высоту ЛА. В этот же момент времени на ЛА принимают радиосигналы от ИРИ, по которым любым из известных способов [4-6] измеряют значения φг(k-2), φв(k-2) - пеленгов ИРИ в горизонтальной и вертикальной плоскостях соответственно. Измеренные значения ϑ(k-2), ψ(k-2), yла(k-2), φг(k-2), φв(k-2) запоминают.1. At time k-2 in an aircraft (AC) measured θ (k-2) - pitch, ψ (k-2) - and a yaw angle y la (k-2) - the height of the aircraft. At the same time, the radio signals from the IRI are received on the aircraft, according to which, using any of the known methods [4-6], the values of φ g (k-2) and φ in (k-2) are measured for IR bearings in the horizontal and vertical planes, respectively. The measured values of ϑ (k-2), ψ (k-2), y la (k-2), φ g (k-2), φ in (k-2) are remembered.

2. В следующий момент времени k-1, отстоящий от момента времени k-2 на τ - интервал дискретизации, измеряют значения высоты yла(k-1) ЛА, его тангажа ϑ(k-1) и угла рыскания ψ(k-1), а также поперечных ускорений jг(k-1), jв(k-1) ЛА в горизонтальной и вертикальной плоскостях соответственно. Принимают радиосигналы от ИРИ, по которым измеряют значения пеленгов φг(k-1), φв(k-1) ИРИ и угловых скоростей линии визирования ωг(k-1), ωв(k-1) ИРИ в горизонтальной и вертикальной плоскостях соответственно. Измеренные значения yла(k-1), ϑ(k-1) и ψ(k-1) запоминают. Измеренные значения φг(k-1), ωг(k-1), jг(k-1), φв(k-1), ωв(k-1), jв(k-1) запоминают как значения соответствующих компонент вектора2. At the next instant of time k-1, which is τ-sampling interval, apart from the instant of time k-2, the values of the altitude y la (k-1) of the aircraft, its pitch ϑ (k-1) and the yaw angle ψ (k- 1), as well as transverse accelerations j g (k-1), j in (k-1) aircraft in the horizontal and vertical planes, respectively. Receive radio signals from the IRI, which measure the values of bearings φ g (k-1), φ in (k-1) IRI and angular velocities of the line of sight ω g (k-1), ω in (k-1) IRI in horizontal and vertical planes respectively. The measured values of y la (k-1), ϑ (k-1) and ψ (k-1) are stored. The measured values of φ g (k-1), ω g (k-1), j g (k-1), φ in (k-1), ω in (k-1), j in (k-1) are stored as the values of the corresponding components of the vector

Figure 00000043
Figure 00000043

называемого вектором состояния.called a state vector.

Заявленный способ не накладывает ограничений на вектор состояния. Если какие-либо из упомянутых выше его компонент не будут доступны измерению, или, наоборот, будет иметься возможность измерять другие координаты или параметры движения ИРИ, то состав вектора состояния может быть изменен.The claimed method does not impose restrictions on the state vector. If any of the components mentioned above is not available for measurement, or, conversely, it will be possible to measure other coordinates or parameters of the IRI movement, then the composition of the state vector can be changed.

3. По запомненным в (k-2)-oй и (k-1)-ый моменты времени значениям высоты yла, угла пеленга φв и тангажа ϑ вычисляют приблизительные значения дальности до ИРИ Дири, имевшие место в моменты времени k-2 и k-1, по формулам3. Based on the values of the height y la , the bearing angle φ in and the pitch ϑ stored in the (k-2) th and (k-1) th time instants, the approximate values of the distance to the IRI D iri taking place at the time instants k- 2 and k-1, according to the formulas

Figure 00000044
Figure 00000044

Figure 00000045
Figure 00000045

4. По вычисленным значениям дальности до ИРИ Дири и запомненным значениям φг, φв, ϑ и ψ вычисляют приблизительные значения проекций скорости сближения с ИРИ Vycб, Vzcб и Vxcб на оси Y, Z и X соответственно неподвижной земной прямоугольной системы координат OYZX по формулам4. Using the calculated values of the distance to the IRI DIRI and the stored values of φ g , φ in , ϑ and ψ calculate the approximate values of the projections of the speed of approach with the IRI V ycb , V zcb and V xcb on the axis Y, Z and X, respectively, of a fixed rectangular earth system OYZX coordinates by formulas

Figure 00000046
Figure 00000046

Figure 00000047
Figure 00000047

Figure 00000048
Figure 00000048

по которым вычисляют приблизительные значения скорости сближения с ИРИ V по формулеwhich calculate the approximate values of the rate of approximation with IRI V cb according to the formula

Figure 00000049
Figure 00000049

5. Поскольку измерения угловых координат ИРИ и параметров их изменения сопровождаются случайными ошибками, дисперсии которых известны, то для учета их в дальнейшем, дисперсии ошибок измерений пеленгов ИРИ

Figure 00000050
Figure 00000051
угловых скоростей линии визирования ИРИ
Figure 00000052
Figure 00000053
поперечных ускорений
Figure 00000054
Figure 00000055
в горизонтальной и вертикальной плоскостях соответственно запоминают в виде значений соответствующих компонент матрицы5. Since measurements of the angular coordinates of the IRI and parameters of their change are accompanied by random errors, the variances of which are known, then to take them into account in the future, the variance of the measurement errors of the bearings of the IRI
Figure 00000050
Figure 00000051
angular velocities of the IRI line of sight
Figure 00000052
Figure 00000053
lateral accelerations
Figure 00000054
Figure 00000055
in horizontal and vertical planes, respectively, are stored in the form of values of the corresponding matrix components

Figure 00000056
Figure 00000056

называемой матрицей дисперсий шумов измерений, недиагональные компоненты которой равны нулю. Заявленный способ не накладывает ограничений на матрицу дисперсий шумов измерений: если состав измерителей будет другим, то состав ее компонент может быть изменен.called the matrix of dispersions of measurement noise, the off-diagonal components of which are equal to zero. The claimed method does not impose restrictions on the dispersion matrix of measurement noise: if the composition of the meters is different, then the composition of its components can be changed.

6. По запомненным значениям компонент φг(k-1), ωг(k-1), jг(k-1), φв(k-1), ωв(k-1), jв(k-1) вектора состояния Rири(k-1) (12) и вычисленным значениям дальности до ИРИ Дири(k-1) (14) и скорости сближения ЛА с ИРИ V(k-1) (16) осуществляют экстраполяцию на k-й момент времени всех упомянутых значений компонент вектора состояния по формуле6. According to the stored values of the components φ g (k-1), ω g (k-1), j g (k-1), φ in (k-1), ω in (k-1), j in (k -1) the state vector R iri (k-1) (12) and the calculated values of the distance to the IRI D iri (k-1) (14) and the speed of approach of the aircraft with the IRI V s (k-1) (16) extrapolate to the k-th time instant of all the mentioned values of the components of the state vector according to the formula

Figure 00000057
Figure 00000057

гдеWhere

Figure 00000058
Figure 00000058

переходная матрица вектора состояния, компоненты fij(k,k-1) которой представляют собой известные функции [18, стр. 285, 291, 305, 332], посредством которых связаны φг, ωг, jг, φв, ωв, jв с Дири и Vсб. Например, для вектора состояния Rири(k-1) (12) переходная матрица Ф(k,k-1) может иметь следующий вид:transition matrix of the state vector, which are well-known functions [18, p. 285, 291, 305, 332] component f ij (k, k-1) by which the associated φ r, ω r, j r, φ a, ω c , j c with D iri and V sb . For example, for the state vector R iri (k-1) (12), the transition matrix Φ (k, k-1) can have the following form:

Figure 00000059
Figure 00000059

в которойwherein

f11(k,k-1)=1, f12=(k,k-1)=τ,

Figure 00000060
Figure 00000061
f 11 (k, k-1) = 1, f 12 = (k, k-1) = τ,
Figure 00000060
Figure 00000061

f33(k,k-1)=1, f44(k,k-1)=1,

Figure 00000062
f 33 (k, k-1) = 1, f 44 (k, k-1) = 1,
Figure 00000062

Figure 00000063
Figure 00000064
f66(k,k-2)=1,
Figure 00000063
Figure 00000064
f 66 (k, k-2) = 1,

а остальные функции - нулевые; Дириг, Дирив, Vсбг, Дсбв - значений проекций дальности до ИРИ и скорости сближения с ним на горизонтальную и вертикальную плоскости соответственно.and the rest of the functions are null; D yrig , D iriv , V sbg , D sbv - the values of the projections of the range to the IRI and the speed of convergence with it on the horizontal and vertical planes, respectively.

На конкретный вид функций fij(k,k-1), определяемых при разработке конкретных устройств измерения дальности до ИРИ и скоростей сближения с ними в однопозиционных РЛС, способ не накладывает никаких ограничений.The method does not impose any restrictions on the specific form of the functions f ij (k, k-1), which are determined during the development of specific devices for measuring the distance to the IRI and the approximation speeds with them in single-position radars.

Количество упомянутых функций также зависит от конкретного устройства: оно равно квадрату числа компонент n, входящих в состав вектора состояния.The number of the mentioned functions also depends on the specific device: it is equal to the square of the number of components n that make up the state vector.

Экстраполированные значения компонент φэг(k), ωэг(k), jэг(k), φэв(k), ωэв(k), jэв(k) вектора состояния Rэири(k) (18) запоминают.The extrapolated values of the components φ ei (k), ω ei (k), j ei (k), φ ev (k), ω ev (k), j ev (k) of the state vector R eiri (k) (18) are remembered.

7. По вычисленным значениям дальности до ИРИ Дири(14) и скорости сближения с ним Vсб (16) вычисляют значения функций fij(k,k-1) (19) и по формулам7. Based on the calculated values of the distance to the IRI D iri (14) and the speed of approach with it V sat (16), the values of the functions fij (k, k-1) (19) are calculated and by the formulas

Figure 00000065
Figure 00000065

присваивают их значения соответствующим компонентам

Figure 00000066
вектораassign their values to the corresponding components
Figure 00000066
of vector

Figure 00000067
Figure 00000067

называемого вектором параметров модели состояния, которые запоминают. Значение каждой из компонент

Figure 00000068
данного вектора, как и значение соответствующей ей функции fij(k,k-1), определяет степень связи между собой различных координат местоположения и параметров взаимного перемещения ЛА и ИРИ.called a vector of state model parameters that remember. The value of each component
Figure 00000068
of this vector, as well as the value of the function f ij (k, k-1) corresponding to it, determines the degree of connection between each other of the location coordinates and the parameters of the mutual movement of the aircraft and IRI.

Поскольку на данный момент времени k-1 вычисления значений компонент al(k-1) вектора параметров модели состояния было проведено по приблизительным значениям дальности до ИРИ и скорости сближения с ним, то их значения имеют достаточно большие ошибки. Поэтому для учета в дальнейшем этих ошибок задают и запоминают начальные значения компонент матрицыSince at the moment of time k-1, the calculation of the values of the components a l (k-1) of the state model parameter vector was carried out using approximate values of the distance to the IRI and the approximation speed with it, their values have rather large errors. Therefore, in order to take into account these errors in the future, the initial values of the matrix components are set and stored

Figure 00000069
Figure 00000069

называемой матрицей апостериорных дисперсий и взаимных дисперсий ошибок оценивания вектора параметров модели состояния, значения компонент которой dij(k-1)=0, при i≠j, где

Figure 00000070
Figure 00000071
а диагональные значения компонент dij(k-1), при i=j, заданы исходя из априорных сведений о корреляционных функциях распределения значений плотности вероятности соответствующих компонент вектора состояния ИРИ Rири.called the matrix of posterior variances and mutual variances of errors in estimating the vector of parameters of the state model, whose component values d ij (k-1) = 0, for i ≠ j, where
Figure 00000070
Figure 00000071
and the diagonal values of the components d ij (k-1), for i = j, are set based on a priori information about the correlation functions of the distribution of the probability density values of the corresponding components of the state vector of the IRI R iri .

Поскольку нельзя точно описать связь между компонентами вектора состояния в соседние моменты времени, так как ИРИ может двигаться произвольно, то всегда вычисления значений компонент fij(k,k-1) и соответствующих компонент

Figure 00000072
будут сопровождаться ошибками, поэтому для учета в дальнейшем и этих ошибок задают и запоминают значения компонент матрицыSince it is impossible to accurately describe the relationship between the components of the state vector at neighboring times, since the IRI can move arbitrarily, always calculate the values of the components f ij (k, k-1) and the corresponding components
Figure 00000072
will be accompanied by errors, therefore, to take into account in the future these errors are also set and stored values of the matrix components

Figure 00000073
Figure 00000073

называемой матрицей дисперсий вектора состояния, компоненты которой dij=0, при i≠j, где

Figure 00000074
Figure 00000075
a dij при i=j, задают исходя из конкретной структуры вектора состояния Rири и априорных сведений о корреляционных функциях распределения значений плотности вероятности его компонент.called the dispersion matrix of the state vector whose components d ij = 0, for i ≠ j, where
Figure 00000074
Figure 00000075
ad ij for i = j, they are set based on the specific structure of the state vector R iri and a priori information about the correlation functions of the distribution of the probability density values of its components.

8. По запомненным значениям компонент вектора состояния Rэири(k) формируют и запоминают соответствующие значения переходной матрицы вектора параметров модели состояния M(k) по формуле8. Based on the stored values of the components of the state vector R, airy (k) form and store the corresponding values of the transition matrix of the vector of parameters of the state model M (k) according to the formula

Figure 00000076
Figure 00000076

где 0 - n-мерные нулевые векторы.where 0 are n-dimensional zero vectors.

На втором основном этапе, начиная с момента времени k, выполняют следующее.In the second main stage, starting from time k, the following is performed.

1. Измеряют значения jг, jв. Принимают радиосигналы от ИРИ, по которым измеряют значения φг, φв, ωг и ωв. Измеренные значения φг, ωг, jг, φв, ωв и jв запоминают в виде значений соответствующих компонент вектора1. Measure the values of j g , j in . Receive radio signals from the IRI, which measure the values of φ g , φ in , ω g and ω in . The measured values of φ g , ω g , j g , φ in , ω in and j in are stored in the form of values of the corresponding components of the vector

Figure 00000077
Figure 00000077

называемого вектором измерений, где φги(k)=φг(k), ωги(k)=ωг(k), jги(k)=jг(k), φви(k)=φв(k), ωвн(k)=ωв(k), jви(k)=jв(k).called the measurement vector, where φ gi (k) = φ g (k), ω gi (k) = ω g (k), j gi (k) = j g (k), φ vi (k) = φ in ( k), ω ext (k) = ω in (k), j vi (k) = j in (k).

Заявленный способ не накладывает ограничений на вектор измерений. Если какие-либо из упомянутых выше его компонент не будут доступны измерению, то состав вектора состояния может быть изменен.The claimed method does not impose restrictions on the vector of measurements. If any of the components mentioned above are not available for measurement, then the composition of the state vector can be changed.

2. По запомненным значениям компонент матриц D(k-1) (24), DR (25) и M(k) (26) по формуле2. According to the stored values of the components of the matrices D (k-1) (24), DR (25) and M (k) (26) by the formula

Figure 00000078
Figure 00000078

вычисляют и запоминают текущие значения компонент dij(k) матрицы D(k).calculate and store the current values of the components d ij (k) of the matrix D (k).

3. По запомненным значениям компонент матриц D(k) (28), M(k) (26) и Dи (17) по формуле3. According to the stored values of the components of the matrices D (k) (28), M (k) (26) and D and (17) by the formula

Figure 00000079
Figure 00000079

вычисляют и запоминают значения компонент кij(k), где

Figure 00000080
Figure 00000081
матричного коэффициента усиления K(k).compute and store the values of the components to ij (k), where
Figure 00000080
Figure 00000081
matrix gain K (k).

4. По запомненным значениям компонент векторов

Figure 00000082
(23), z(k) (27) и матриц M(k) (26), K(k) (29) по формуле4. According to the stored values of the components of the vectors
Figure 00000082
(23), z (k) (27) and the matrices M (k) (26), K (k) (29) by the formula

Figure 00000083
Figure 00000083

оценивают текущие значения компонент

Figure 00000084
вектора параметров модели состояния
Figure 00000085
evaluate current component values
Figure 00000084
state model parameter vectors
Figure 00000085

5. Поскольку имеется однозначное соответствие между оцененными значениями компонент

Figure 00000086
и значениями компонент fij(k+1,k) переходной матрицы вектора состояния, то по формулам5. Since there is a unique correspondence between the estimated values of the components
Figure 00000086
and the values of the components f ij (k + 1, k) of the transition matrix of the state vector, then by the formulas

Figure 00000087
Figure 00000088
Figure 00000089
Figure 00000090
Figure 00000087
Figure 00000088
Figure 00000089
Figure 00000090

присваивают значения соответствующим компонентам fij(k+1,k) переходной матрицы вектора состояния и запоминают их в видеassign values to the corresponding components f ij (k + 1, k) of the transition matrix of the state vector and store them in the form

Figure 00000091
Figure 00000091

6. Поскольку имеется известное однозначное соответствие между полученными значениями fij(k+1,k) и дальностью до ИРИ Дири и скоростью сближения с ним V, то по формулам6. Since there is a well-known unambiguous correspondence between the obtained values of f ij (k + 1, k) and the distance to the IRI D iri and the approach speed V sb with it, then by the formulas

Figure 00000092
Figure 00000092

Figure 00000093
Figure 00000093

вычисляют дальность до ИРИ Дири(k) и скорость сближения с ним V(k), которые выдают различным потребителям информации, например на индикатор летчику.calculate the distance to IRI D iri (k) and the speed of approach with him V sb (k), which give various consumers of information, such as an indicator to the pilot.

На конкретный вид функций η1{fij(k+1,k)} и η2{fij(k+1,k)}, определяемых при разработке конкретных устройств измерения дальности до ИРИ и скоростей сближения с ними в однопозиционных РЛС на основе известных кинематических уравнений, например, приведенных в литературе [18, стр. 178, 184], способ не накладывает никаких ограничений. Например, в случае использования переходной матрицы Ф(k,k-1) вида (20) с компонентами fij(k+1,k) вида (21) упомянутые функции, полученные по функциям f22(k+1,k), f23(k+1,k), f55(k+1,k) и f56(k+1,k), имеют вид:On the specific form of the functions η 1 {f ij (k + 1, k)} and η 2 {f ij (k + 1, k)}, determined during the development of specific devices for measuring the distance to the IRI and the speed of approach with them in single-position radars on based on well-known kinematic equations, for example, given in the literature [18, p. 178, 184], the method does not impose any restrictions. For example, in the case of using the transition matrix Φ (k, k-1) of the form (20) with components f ij (k + 1, k) of the form (21), the mentioned functions obtained from the functions f 22 (k + 1, k), f 23 (k + 1, k), f 55 (k + 1, k) and f 56 (k + 1, k) have the form:

Figure 00000094
Figure 00000094

Figure 00000095
Figure 00000095

7. По запомненным значениям компонент φг(k), ωг(k), jг(k), φв(k), ωв(k), jв(k) вектора состояния Rири(k) и полученным значениям компонент матрицы7. According to the stored values of the components φ g (k), ω g (k), j g (k), φ in (k), ω in (k), j in (k) the state vector R iri (k) and obtained values of matrix components

Ф(k+1,k) no формулеF (k + 1, k) no formula

Figure 00000096
Figure 00000096

экстраполируют на следующий k+1-ый шаг измерений и запоминают значения компонент вектора состояния Rэири(k+1).extrapolated to the next k + 1st measurement step and store the values of the components of the state vector R airy (k + 1).

8. По запомненным значениям компонент вектора состояния Rэири(k+1) по формуле8. According to the stored values of the components of the state vector R airy (k + 1) by the formula

Figure 00000097
Figure 00000097

формируют и запоминают значения компонент переходной матрицы вектора параметров модели состояния M(k+1) для следующего шага измерений.form and remember the values of the components of the transition matrix of the vector of parameters of the state model M (k + 1) for the next measurement step.

Далее, описанный выше процесс, начиная со второго этапа, повторяют.Next, the above process, starting from the second stage, is repeated.

На фиг.1 приведено пространственное положение ИРИ и ЛА, где обозначено:Figure 1 shows the spatial position of the IRI and LA, where indicated:

OXYZ - неподвижная земная система координат;OXYZ - motionless earth coordinate system;

xла, zла, yла, Vла - координаты ЛА по осям Х и Z, высота ЛА и его воздушная скорость соответственно;x la , z la , y la , V la - the coordinates of the aircraft along the X and Z axes, the height of the aircraft and its airspeed, respectively;

rпрод, rхпрод, rпоп - орт продольной оси ЛА, его проекция на ось Х и орт поперечной оси ЛА соответственно;r prod , r xprod , r pop - orth of the longitudinal axis of the aircraft, its projection on the X axis and the unit of the transverse axis of the aircraft, respectively;

ϑ, ψ - тангаж и угол рыскания ЛА;ϑ, ψ - pitch and yaw angle of the aircraft;

φг, φв, ωг, ωв - пеленги ИРИ и угловые скорости линии визирования ИРИ в горизонтальной и вертикальной плоскостях соответственно;φ g , φ in , ω g , ω in - bearings of the IRI and the angular velocity of the line of sight of the IRI in the horizontal and vertical planes, respectively;

α, β - азимут и угол места ИРИ;α, β - azimuth and elevation angle of the IRI;

xири, zири, Vири - координаты ИРИ по осям Х и Z и скорость его движения соответственно;x iri , z iri , V iri - the coordinates of the IRI along the X and Z axes and its speed, respectively;

Дири - дальность до ИРИ.D iri - range to IRI.

На фиг.2 приведена упрощенная структурная схема измерителя дальности до ИРИ и скорости сближения с ними в однопозиционных радиолокационных системах, в котором реализован заявленный способ, где:Figure 2 shows a simplified structural diagram of a range meter to IRI and the approximation speed with them in single-position radar systems, which implements the claimed method, where:

1 - автономные измерители, в состав которых входят датчики углов тангажа и рыскания, скорости ЛА, доплеровские измерители скорости и угла сноса, акселерометры и др.;1 - stand-alone meters, which include pitch and yaw angle sensors, aircraft speeds, Doppler speed and drift angle meters, accelerometers, etc .;

2 - запоминающее устройство (ЗУ);2 - storage device (memory);

3 - первый вычислитель;3 - the first calculator;

4 - второй вычислитель;4 - second calculator;

5 - третий вычислитель;5 - the third computer;

6 - радиолокационная система (РЛС);6 - radar system (radar);

7 - четвертый вычислитель;7 - the fourth calculator;

8 - пятый вычислитель;8 - fifth calculator;

9 - шестой вычислитель;9 - the sixth calculator;

10 - источник радиоизлучения (ИРИ);10 - a source of radio emission (IRI);

11 - седьмой вычислитель;11 - seventh calculator;

12 - восьмой вычислитель.12 - eighth calculator.

Цифрами у измерителей 1, РЛС 6 и ЗУ 2 условно обозначены номера соответствующих входов и выходов.The numbers for meters 1, radar 6 and memory 2 are conventionally designated numbers of the corresponding inputs and outputs.

На фиг.3 приведены графики текущих ошибок оценивания дальности до маневрирующего ИРИ, где обозначено: Дириист - истинное значение дальности до ИРИ; Дири - вычисленное в соответствии с заявленным способом значение дальности до ИРИ.Figure 3 shows graphs of current errors in estimating the range to maneuvering IRI, where it is indicated: D iriist - the true value of the range to IRI; D iri - calculated in accordance with the claimed method, the value of the distance to the IRI.

На фиг.4 приведены графики текущих ошибок оценивания скорости сближения с маневрирующим ИРИ, где обозначено: Усбист - истинное значение скорости сближения с ИРИ; V - значение скорости сближения с ИРИ, вычисленное в соответствии с заявленным способом.Figure 4 shows graphs of current errors in estimating the speed of approach with maneuvering IRI, where it is indicated: U sist - the true value of the speed of approach with IRI; V SB - the value of the speed of approximation with the IRI, calculated in accordance with the claimed method.

В качестве примера реализации способа измерения дальности до ИРИ и скорости сближения с ними в однопозиционных радиолокационных системах рассмотрим измеритель, при разработке которого полагалось, что:As an example of the implementation of the method of measuring the distance to the IRI and the approach speed with them in single-position radar systems, we consider a meter, in the development of which it was assumed that:

1) вертикальный и горизонтальный каналы измерения не влияют друг на друга, в связи с чем рассматривается принцип функционирования измерителя только для одной вертикальной плоскости;1) the vertical and horizontal measurement channels do not affect each other, in connection with which the principle of operation of the meter for only one vertical plane is considered;

2) кинематические уравнения, связывающие координаты абсолютного и относительного движения ЛА и ИРИ, в дискретном виде, полученные на основе известных аналоговых соотношений [18, стр. 178], определяются формулами2) the kinematic equations relating the coordinates of the absolute and relative motion of the aircraft and the IRI, in a discrete form, obtained on the basis of known analogous relations [18, p. 178], are determined by the formulas

Figure 00000098
Figure 00000098

Figure 00000099
Figure 00000099

где ωв, ωв0 - угловая скорость линии визирования ИРИ в вертикальной плоскости и ее значение в начальный момент времени соответственно; jв, jв0 - ускорение ЛА в вертикальной плоскости и его значение в начальный момент времени соответственно; Дири и V - дальность до ИРИ и скорость сближения с ним соответственно; τ - интервал дискретизации; ξj - шум ускорения ЛА с известной дисперсией

Figure 00000100
where ω in, ω e0 - angular velocity of the line of sight of IRI in the vertical plane and its value at the initial time, respectively; j in , j in 0 - the acceleration of the aircraft in the vertical plane and its value at the initial time, respectively; D iri and V sb - range to Iran and the speed of rapprochement with him, respectively; τ is the sampling interval; ξ j is the acceleration noise of an aircraft with a known dispersion
Figure 00000100

3) угловая скорость линии визирования ИРИ измеряется угломером РЛС3) the angular velocity of the IRI line of sight is measured by a radar goniometer

Figure 00000101
Figure 00000101

где ξиω - шум измерений угловой скорости линии визирования ИРИ с известной дисперсией

Figure 00000102
where ξ and ω are the noise measurements of the angular velocity of the IRI line of sight with a known dispersion
Figure 00000102

4) ускорение ЛА jв измеряется акселерометром4) aircraft acceleration j in measured by an accelerometer

Figure 00000103
Figure 00000103

ξиj - шум измерений ускорения с известной дисперсией

Figure 00000104
ξ and j are the noise of acceleration measurements with a known dispersion
Figure 00000104

5) вектор состояния Rири(k) (12), вектор измерений z(k) (27) и соответствующие им матрицы дисперсий шумов вектора состояния DR (25) и вектора измерений Dи (17), определяемые на основе формул (37)-(40), имеют следующий вид5) the state vector R iri (k) (12), the measurement vector z (k) (27) and the corresponding noise variance matrix of the state vector D R (25) and the measurement vector D and (17), determined on the basis of formulas (37 ) - (40), have the following form

Figure 00000105
Figure 00000106
Figure 00000105
Figure 00000106

Figure 00000107
Figure 00000108
Figure 00000107
Figure 00000108

7) компоненты fij(k,k-1) переходной матрицы состояния Ф(k,k-1) (19) определены на основе уравнений (18), (37), (38):7) the components f ij (k, k-1) of the state transition matrix Φ (k, k-1) (19) are determined based on equations (18), (37), (38):

Figure 00000109
Figure 00000109

8) на основе вектора состояния Rири (41) вектор параметров модели состояния а (5) для момента времени k-1 будет иметь вид:8) based on the state vector R iri (41), the vector of parameters of the state model a (5) for time k-1 will have the form:

Figure 00000110
Figure 00000110

компоненты которого найдены в соответствии с выражениями (22) и (43), (45)whose components are found in accordance with expressions (22) and (43), (45)

Figure 00000111
Figure 00000111

Figure 00000112
Figure 00000112

Figure 00000113
Figure 00000113

Figure 00000114
Figure 00000114

9) в соответствии с векторами Rири(k) (41) и Rэири(k) (18) переходная матрица вектора параметров модели состояния M(k) (26) имеет вид:9) in accordance with the vectors R iri (k) (41) and R airi (k) (18), the transition matrix of the vector of parameters of the state model M (k) (26) has the form:

Figure 00000115
Figure 00000115

10) решив систему уравнений (45) и (46) относительно Дири и Vсб, получим обратные функции ηm{fij(k,k-1)}, входящие в уравнения (33) и (34):10) having solved the system of equations (45) and (46) with respect to D iri and V sb , we obtain the inverse functions η m {f ij (k, k-1)} that appear in equations (33) and (34):

Figure 00000116
Figure 00000117
Figure 00000116
Figure 00000117

откуда в соответствии с формулами (33) (34) имеем, чтоwhence in accordance with formulas (33) (34) we have that

Figure 00000118
Figure 00000119
Figure 00000118
Figure 00000119

Рассматриваемый измеритель дальности до ИРИ и скорости сближения с ними в однопозиционных радиолокационных системах функционирует следующим образом.The considered distance meter to the IRI and the approach speed with them in single-position radar systems operates as follows.

На первом предварительном этапе выполняют следующее.At the first preliminary stage, the following is performed.

В момент времени k-2 на летательном аппарате с помощью установленных на нем автономных измерителей 1 измеряют ϑ(k-2) - тангаж, ψ(k-2) - угол рыскания и ула(k-2) - высоту ЛА, которые с первого выхода автономных измерителей 1 подают на первый вход ЗУ 2. В этот же момент времени с помощью РЛС 6 работающей в пассивном режиме, принимают радиосигналы от ИРИ 10 и по ним любым из известных способов [4-6] измеряют значения φг(k-2), φв(k-2) - пеленгов ИРИ в горизонтальной и вертикальной плоскостях, которые с первого выхода РЛС 6 подают на четвертый вход ЗУ 2. В ЗУ 2 все измеренные значения упомянутых координат ЛА и ИРИ запоминают.At time k-2 in the aircraft via mounted thereon autonomous measuring instruments 1 measure θ (k-2) - pitch, ψ (k-2) - yaw angle and la (k-2) - the height of the aircraft, and they the first output of the stand-alone meters 1 is fed to the first input of the memory 2. At the same time using a radar 6 operating in the passive mode, receive radio signals from IRI 10 and using any of the known methods [4-6] measure the values of φ g (k- 2), φ in (k-2) - bearings of the IRI in the horizontal and vertical planes, which from the first output of the radar 6 are fed to the fourth input of the memory 2. In memory 2 all changes The aforementioned values of the mentioned coordinates of the aircraft and Iran are stored.

В следующий момент времени k-1 автономными измерителями 1 измеряют значения yлa(k-1), ϑ(k-1) и ψ(k-1), которые с первого выхода автономных измерителей 1 подают на первый вход ЗУ 2. Кроме этого, измеренное в этот же момент времени автономными измерителями 1 ускорение ЛА в вертикальной плоскости jв(k-1) со второго выхода автономных измерителей 1 подают на второй вход ЗУ 2. В этот же момент времени с помощью РЛС 6 принимают радиосигналы от ИРИ 10 и по ним измеряют значения пеленгов ИРИ φг(k-1), φв(k-1) в соответствующих плоскостях и угловую скорость линии визирования ИРИ ωв(k-1) в вертикальной плоскости. Измеренные значения φг(k-1), φв(k-1) с первого выхода РЛС 6 подают на четвертый вход ЗУ 2. Измеренное значение ωв(k-1) со второго выхода РЛС 6 подают на пятый вход ЗУ 2. В ЗУ 2 измеренные значения yла(k-1), ϑ(k-1) и ψ(k-1) запоминают. Кроме этого, в ЗУ 2 измеренные значения φв(k-1) и jв(k-1) запоминают как значения соответствующих компонент вектора Rири(k-1) (41).At the next time moment k-1, autonomous meters 1 measure the values of y la (k-1), ϑ (k-1) and ψ (k-1), which from the first output of the autonomous meters 1 are fed to the first input of the memory 2. In addition measured at the same moment of time by autonomous meters 1, the aircraft acceleration in the vertical plane j in (k-1) from the second output of autonomous meters 1 is fed to the second input of the memory 2. At the same time, using radar 6 receive radio signals from IRI 10 and These measured values of bearings IRI φ r (k-1), φ a (k-1) in the respective planes, and the angular velocity sight line Bani IRI in ω (k-1) in a vertical plane. The measured values of φ g (k-1), φ in (k-1) from the first output of the radar 6 are fed to the fourth input of the memory 2. The measured value of ω in (k-1) from the second output of the radar 6 is fed to the fifth input of the memory 2. In memory 2, the measured values of y la (k-1), ϑ (k-1) and ψ (k-1) are stored. In addition, in memory 2, the measured values of φ in (k-1) and j in (k-1) are stored as the values of the corresponding components of the iri vector (k-1) R (41).

С восьмого выхода ЗУ 2 запомненные в (k-2)-ой и (k-1)-ый моменты времени значения высоты yла, пеленгов φг, φв, тангажа ϑ и угла рыскания ψ подают в первый вычислитель 3, где по ним вычисляют приблизительные значения дальности до ИРИ Дири, имевшие место в моменты времени k-2 и k-1, по формулам (13) и (14) и приблизительное значение скорости сближения с ИРИ Vсб по формулам (15) и (16). Вычисленные значения Дири и Vсб с выхода первого вычислителя 3 подают на пятнадцатый вход ЗУ 2, где их запоминают.From the eighth output stored in the memory 2 (k-2) th and (k-1) -th instants heights y la, bearings φ r, φ V, pitch θ, and yaw angle ψ is fed to a first calculator 3, wherein they calculate the approximate values of the distance to the IRI D iri , which took place at time moments k-2 and k-1, according to formulas (13) and (14) and the approximate value of the speed of approach to the IRI V sat according to formulas (15) and (16) . The calculated values of D iri and V sb from the output of the first calculator 3 are fed to the fifteenth input of the memory 2, where they are stored.

Поскольку и РЛС 6 и автономные измерители 1 осуществляют измерения, соответственно ωв(k-1) и jв(k-1), с ошибками, дисперсии которых известны, то для их учета, дисперсии ошибок измерений угловой скорости линии визирования ИРИ

Figure 00000120
и поперечного ускорения ЛА
Figure 00000121
с третьих выходов РЛС 6 и автономных измерителей 1 соответственно подают на шестой и третий входы ЗУ 2, где их запоминают в виде значений соответствующих компонент матрицы дисперсий шумов измерений Dи (42).Since both radar 6 and autonomous meters 1 measure, respectively, ω in (k-1) and j in (k-1), with errors, the variances of which are known, then to account for them, the variance of the measurement errors of the angular velocity of the IRI line of sight
Figure 00000120
and transverse acceleration of an aircraft
Figure 00000121
from the third outputs of the radar 6 and autonomous meters 1, respectively, are fed to the sixth and third inputs of the memory 2, where they are stored in the form of the values of the corresponding components of the matrix of dispersions of noise measurements D and (42).

С седьмого выхода ЗУ 2 запомненные значения компонент ωв(k-1) и jв(k-1) вектора состояния Rири(k-1) и вычисленные значениям дальности до ИРИ Дири(k-1) и скорости сближения Vсб(k-1) подают во второй вычислитель 4, где по ним осуществляют прогноз на k-й момент времени всех значений компонент вектора состояния Rири(k) по формуле (18), где компоненты fij(k,k-1) переходной матрицы вектора состояния определяют по формуле (43). Спрогнозированные значения компонент ωэв(k) и jэв(k) вектора состояния Rэири(k) с выхода второго вычислителя 4 подают на четырнадцатый вход ЗУ 2, где их запоминают.From the seventh output of the memory 2, the stored values of the components ω in (k-1) and j in (k-1) the state vector R iri (k-1) and the calculated values of the distance to the IRI D iri (k-1) and the approach speed V sb (k-1) is fed to the second calculator 4, where they are used to forecast for the k-th instant of time all the values of the components of the state vector R iri (k) according to formula (18), where the components f ij (k, k-1) are transitional state vector matrices are determined by formula (43). The predicted values of the components ω ev (k) and j ev (k) of the state vector R eiri (k) from the output of the second calculator 4 are fed to the fourteenth input of the memory 2, where they are stored.

С шестого выхода ЗУ 2 запомненные значения дальности до ИРИ Дири и скорости сближения с ним Vсб подают в третий вычислитель 5, где по формулам (45)-(48) вычисляют значения компонент a1(k-1), a2(k-1), а3(k-1), a4(k-1) вектора параметров модели состояния a(k-1) (44), которые с выхода третьего вычислителя 5 подают на тринадцатый вход ЗУ 2, где их запоминают в виде оцененных значений компонент вектора параметров модели состояния

Figure 00000122
(44).From the sixth output of the memory unit 2, the stored values of the distance to the IRI DIRI and the approach speed with it V sat are fed to the third calculator 5, where according to formulas (45) - (48) the values of the components a 1 (k-1), a 2 (k -1), and 3 (k-1), a 4 (k-1) of the state model parameter vector a (k-1) (44), which from the output of the third computer 5 are fed to the thirteenth input of the memory 2, where they are stored in in the form of estimated values of the components of the state model parameter vector
Figure 00000122
(44).

На седьмой вход ЗУ 2, исходя из априорных сведений о корреляционных функциях распределения значений плотности вероятности ωв(k) и jв(k), подают значения дисперсий ошибок оценивания вектора параметров модели состояния d11(k-1) и d12(k-1), по которым в ЗУ 2 присваивают и запоминают начальные значения соответствующим компонентам матрицы апостериорных дисперсий и взаимных дисперсий ошибок оценивания вектора параметров модели состоянияOn the seventh input of memory 2, based on a priori information about the correlation functions of the distribution of probability density values ω in (k) and j in (k), the variances of the error estimates of the vector of state model parameters d 11 (k-1) and d 12 (k -1) according to which initial values are assigned and stored in memory 2 to the corresponding components of the matrix of posterior variances and mutual variances of errors in estimating the vector of parameters of the state model

Figure 00000123
Figure 00000123

значения компонент которой d12(k-1)=0, d21(k-1)=0.the values of the components of which are d 12 (k-1) = 0, d 21 (k-1) = 0.

На этот же седьмой вход ЗУ 2, исходя из априорных сведений о корреляционной функции распределения значений плотности вероятности поперечного ускорения, вводят значения дисперсии этого распределения ускорения ЛА

Figure 00000124
, по которому в ЗУ 2 формируют и запоминают значения компонент матрицы дисперсий шумов вектора состояния DR (41).On the same seventh input of the memory device 2, based on a priori information about the correlation function of the distribution of the values of the probability density of lateral acceleration, enter the dispersion values of this distribution of acceleration of the aircraft
Figure 00000124
according to which in the memory 2 form and store the values of the components of the matrix of noise variances of the state vector D R (41).

В ЗУ 2 по запомненным значениям компонент вектора состояния Rэири(k) по формуле (49) формируют и запоминают значения переходной матрицы вектора параметров модели состояния M(k).In the memory 2 according to the stored values of the components of the state vector R airi (k) according to the formula (49) form and store the values of the transition matrix of the vector of parameters of the state model M (k).

На втором основном этапе, начиная с момента времени k, выполняют следующее.In the second main stage, starting from time k, the following is performed.

Автономными измерителями 1 измеряют значение jв, которое со второго выхода измерителей 1 подают на второй вход ЗУ 2.Autonomous meters 1 measure the value of j in , which from the second output of the meters 1 is fed to the second input of the memory 2.

С помощью РЛС 6 принимают радиосигналы от ИРИ, по которым измеряют значение ωв. Измеренное значение ωв со второго выхода РЛС 6 подают на пятый вход ЗУ 2, где его и значение jв запоминают в виде значений соответствующих компонент вектора измерений z(k) (42).Using radar 6 receive radio signals from the IRI, which measure the value of ω in . The measured value of ω in from the second output of the radar 6 is fed to the fifth input of the memory 2, where it and the value of j are stored in the form of values of the corresponding components of the measurement vector z (k) (42).

С пятого выхода ЗУ 2 запомненные значения компонент матриц D(k-1) (51), M(k) (49) и DR (41) подают на вход четвертого вычислителя 7, где по формуле (28) вычисляют текущие значения компонент d11(k), d12(k), d21(k), d22(k) матрицы D(k), которые с его выхода подают на двенадцатый вход ЗУ 2, где их запоминают.From the fifth output of the memory 2, the stored values of the components of the matrices D (k-1) (51), M (k) (49) and D R (41) are fed to the input of the fourth calculator 7, where the current values of the components d are calculated by formula (28) 11 (k), d 12 (k), d 21 (k), d 22 (k) of the matrix D (k), which from its output are fed to the twelfth input of the memory 2, where they are stored.

С четвертого выхода ЗУ 2 запомненные значения компонент матриц D(k) (28), M(k) (49) и Dи (42) подают на вход пятого вычислителя 8, где по формуле (29) вычисляют значения компонент к11(k), к12(k), к21(k), к22(k) матричного коэффициента усиления K(k), которые с его выхода подают на одиннадцатый вход ЗУ 2, где их запоминают.From the fourth output of the memory 2, the stored values of the components of the matrices D (k) (28), M (k) (49) and D and (42) are fed to the input of the fifth calculator 8, where the values of the components to 11 (k ), to 12 (k), to 21 (k), to 22 (k) of the matrix gain K (k), which from its output are fed to the eleventh input of the memory 2, where they are stored.

С третьего выхода ЗУ 2 запомненные значения компонент векторов

Figure 00000125
(44), z(k) (42) и матриц M(k) (49), K(k) (29) подают на вход шестого вычислителя 9, где по формуле (30) оценивают текущие значения компонент
Figure 00000126
Figure 00000127
Figure 00000128
Figure 00000129
вектора параметров модели состояния
Figure 00000130
которые с его выхода подают на десятый вход ЗУ 2, где их запоминают.From the third output of memory 2, the stored values of the components of the vectors
Figure 00000125
(44), z (k) (42) and the matrices M (k) (49), K (k) (29) are input to the sixth calculator 9, where the current values of the components are estimated by formula (30)
Figure 00000126
Figure 00000127
Figure 00000128
Figure 00000129
state model parameter vectors
Figure 00000130
which from its output are fed to the tenth input of the memory 2, where they are remembered.

В ЗУ 2 по полученным оцененным значениям компонент

Figure 00000131
Figure 00000132
Figure 00000133
Figure 00000134
вектора параметров модели состояния по формулам (31) присваивают значения соответствующим компонентам f11(k+1,k), f12(k+1,k), f21(k+1,k), f22(k+1,k) переходной матрицы вектора состояния и запоминают их в виде значений компонент матрицы Ф(k+1,k) (32).In memory 2 according to the obtained estimated values of the components
Figure 00000131
Figure 00000132
Figure 00000133
Figure 00000134
the state model parameters vectors by formulas (31) assign values to the corresponding components f 11 (k + 1, k), f 12 (k + 1, k), f 21 (k + 1, k), f 22 (k + 1, k) the transition matrix of the state vector and store them in the form of the values of the components of the matrix Φ (k + 1, k) (32).

Со второго выхода ЗУ 2 запомненные значения компонент

Figure 00000135
и
Figure 00000136
подают на вход седьмого вычислителя 11, где по формулам (50) вычисляют дальность до ИРИ Дири(k) и скорость сближения с ним Vсб(k), которые с его выхода подают на девятый вход ЗУ 2, где их запоминают. Кроме этого, Дири(k) и Vсб(k) выдают потребителям информации.From the second output of memory 2, the stored values of the components
Figure 00000135
and
Figure 00000136
fed to the input of the seventh calculator 11, where according to formulas (50) calculate the distance to the IRI D iri (k) and the approximation speed V sat (k) with it, which from its output is fed to the ninth input of the memory 2, where they are stored. In addition, D iri (k) and V sat (k) issue information to consumers.

С первого выхода ЗУ 2 запомненные значения ωв(k) и jв(k) подают на вход восьмого вычислителя 12, где по формуле (35) вычисляют значения компонент вектора состояния Rэири(k+1), которые с его выхода подают на восьмой вход ЗУ 2, где их запоминают.From the first output of the memory 2, the stored values of ω in (k) and j in (k) are fed to the input of the eighth calculator 12, where, according to formula (35), the values of the components of the state vector R of the airy (k + 1) are calculated, which are fed to the eighth input of memory 2, where they are remembered.

В ЗУ 2 по запомненным значениям компонент вектора состояния Rэири(k) по формуле (49) присваивают значения соответствующим компонентам матрицы M(k+1) для следующего шага измерений, которые запоминают.In the memory 2 according to the stored values of the components of the state vector R airy (k) according to the formula (49), the values are assigned to the corresponding components of the matrix M (k + 1) for the next measurement step, which are stored.

Далее, описанный выше процесс, начиная со второго этапа, повторяют.Next, the above process, starting from the second stage, is repeated.

Предложенный способ измерения дальности обладает отличием от известных способов, состоящим в возможности определения дальности до интенсивно маневрирующего ИРИ и скорости сближения с ним. Кроме этого, заявляемый способ обладает достаточно высокой точностью определения указанных координат ЛА и ИРИ. Данный вывод основан на результатах моделирования, приведенного в качестве примера реализации измерителя. Графики текущих ошибок Дириистири определения дальности до маневрирующего ИРИ и Vсбист-Vсб скорости сближения с ним приведены на фиг.3 и 4 соответственно.The proposed method for measuring the range has a difference from the known methods, consisting in the possibility of determining the range to the intensively maneuvering IRI and the speed of convergence with it. In addition, the inventive method has a sufficiently high accuracy in determining the specified coordinates of the aircraft and Iran. This conclusion is based on the simulation results, given as an example of the implementation of the meter. Graphs of current errors D iriist - D iri determine the distance to the maneuvering IRI and V sist -V sb approach speeds with it are shown in Figs. 3 and 4, respectively.

Таким образом, подтверждено, что предлагаемый способ обеспечивает достижение поставленной цели: высокоточное измерение дальности до маневрирующего ИРИ и скорости сближения с ним по угломерным данным в однопозиционных радиолокационных системах.Thus, it is confirmed that the proposed method ensures the achievement of the goal: high-precision measurement of the distance to the maneuvering IRI and the speed of approach with it according to goniometric data in single-position radar systems.

Заявляемый способ при его реализации не накладывает никаких ограничений на элементную базу и состав оборудования ЛА и может быть использован на современном ЛА, оборудованном любой современной радиолокационной системой.The inventive method, when implemented, does not impose any restrictions on the elemental base and composition of the aircraft equipment and can be used on a modern aircraft equipped with any modern radar system.

Использованная литератураReferences

1. Викулов О.В., Добыкин В.Д., Дрогалин В.В. и др. Современное состояние и перспективы развития авиационных средств радиоэлектронной борьбы // Зарубежная радиоэлектроника, 1998, №12, с.3-16.1. Vikulov OV, Dobykin VD, Drogalin VV and other Current status and prospects for the development of aircraft electronic warfare // Foreign Radioelectronics, 1998, No. 12, p.3-16.

2. Основы теории радиоэлектронной борьбы / М.П.Бобнев, В.Д.Казаков, Н.Ф.Николенко, под ред. Н.Ф.Николенко. - М.: Воениздат, 1987.2. Fundamentals of the theory of electronic warfare / MP Bobnev, VD Kazakov, NF Nikolenko, ed. N.F. Nikolenko. - M .: Military Publishing House, 1987.

3. Цветнов В.В., Демин В.П., Куприянов А.И. Радиоэлектронная борьба: радиоразведка и радиопротиводействие. - М.: Изд-во МАИ, 1998.3. Tsvetnov V.V., Demin V.P., Kupriyanov A.I. Electronic warfare: radio intelligence and radio countermeasures. - M .: Publishing House of the Moscow Aviation Institute, 1998.

4. Южаков В.В. Современные способы определения местоположения источников электромагнитного излучения // Зарубежная радиоэлектроника, 1987, №8, с.67-79.4. Yuzhakov V.V. Modern methods for determining the location of electromagnetic radiation sources // Foreign Radio Electronics, 1987, No. 8, p. 67-79.

5. Соколова Н.С. Возможности наблюдения за маневрами цели с помощью измерения только пеленга или только скорости изменения пеленга // Новости зарубежной науки и техники. Сер. Авиац. системы. - Гос. НИИ авиационных систем, 1993, №4, с.5-15.5. Sokolova N.S. Opportunities for observing target maneuvers by measuring only the bearing or only the rate of change of the bearing // News of foreign science and technology. Ser. Aviation system. - Gos. Research Institute of Aviation Systems, 1993, No. 4, pp. 5-15.

6. Макухина Т.П. Оценка текущих координат движущегося объекта по данным его пеленгования // Вопросы радиоэлектроники. Сер. АСУПР, 1992, вып.4.6. Makukhina TP Estimation of the current coordinates of a moving object according to its direction finding // Questions of radio electronics. Ser. ASUPR, 1992, issue 4.

7. Патент RU 2128848, МКИ 6 G 01 S 15/00. Опубликован 10.4.99.7. Patent RU 2128848, MKI 6 G 01 S 15/00. Published on 10.4.99.

8. Патент RU 2066458, МКИ 6 G 01 S 5/16. Опубликован 10.9.96.8. Patent RU 2066458, MKI 6 G 01 S 5/16. Published 10.9.96.

9. Патент США 5917449, МКИ 6 G 01 S 3/02. Опубликован 29.06.99.9. US patent 5917449, MKI 6 G 01 S 3/02. Published on June 29, 1999.

10. Патент США 5479360, МКИ 6 G 01 S 7/00. Опубликован 26.12.95.10. US patent 5479360, MKI 6 G 01 S 7/00. Published 12/26/95.

11. Патент США 5343212, МКИ 5 G 01 S 5/02. Опубликован 30.08.94.11. US patent 5343212, MKI 5 G 01 S 5/02. Published 08/30/94.

12. Дрогалин В.В., Дудник П.И., Канащенков А.И. и др. Определение координат и параметров движения источников радиоизлучений по угломерным данным в однопозиционных бортовых радиолокационных системах. // Зарубежная радиоэлектроника. Успехи современной радиоэлектроники, 2002, №3, с.64-94.12. Drogalin V.V., Dudnik P.I., Kanaschenkov A.I. et al. Determination of coordinates and motion parameters of sources of radio emissions from goniometric data in single-position onboard radar systems. // Foreign radio electronics. Advances in Modern Radio Electronics, 2002, No. 3, p. 64-94.

13. Булычев Ю.Г., Бурлай И.В., Моторкин В.А. Оценивание параметров движения объектов на базе высокоточных угломерных систем // Радиотехника и электроника, 1992, т. 37, №4, с.618-627.13. Bulychev Yu.G., Burlai I.V., Motorkin V.A. Estimation of motion parameters of objects based on high-precision goniometric systems // Radio Engineering and Electronics, 1992, v. 37, No. 4, p. 618-627.

14. Булычев Ю.Г., Бурлай И.В., Моторкин В.А. Уравнения калмановской фильтрации для псевдотриангуляционных систем локации // Радиотехника, 1992, №3, с.10-13.14. Bulychev Yu.G., Burlai I.V., Motorkin V.A. Kalman filtration equations for pseudo-triangulation systems of location // Radio Engineering, 1992, No. 3, pp. 10-13.

15. Белов С.Г., Коданев В.Л. Оптимальная фильтрация текущих координат подвижных радиоэлектронных средств. - Цифровая обработка сигналов: Научно-методические материалы / Под ред. Е.Ф.Толстова. - М.: ВВИА им. проф. Н.Е.Жуковского, 1995, с.332-340.15. Belov S.G., Kodanev V.L. Optimal filtering of the current coordinates of mobile electronic equipment. - Digital signal processing: Scientific and methodological materials / Ed. E.F. Tolstova. - M.: VVIA them. prof. N.E. Zhukovsky, 1995, p.332-340.

16. Грооп Д. Способы идентификации систем / Пер с англ. - М.: Мир, 1979.16. Groop D. Methods of identification of systems / Transl. From English. - M.: Mir, 1979.

17. Льюнг Л. Идентификация систем. Теория для пользователей. - М.: Наука, 1991.17. Ljung L. Identification of systems. Theory for users. - M.: Science, 1991.

18. Меркулов В.И., Лепин В.Н. Авиационные системы радиоуправления, ч.1, ч.2. - М.: Радио и связь, 1997.18. Merkulov V.I., Lepin V.N. Aircraft radio control systems, part 1, part 2. - M .: Radio and communications, 1997.

Claims (1)

Способ определения дальности до источников радиоизлучений (ИРИ) и скорости сближения с ними в однопозиционных радиолокационных системах, основанный на измерении угловых координат ИРИ, отличающийся тем, что на первом, предварительном, этапе в момент времени k-2 на летательном аппарате (ЛА) измеряют ϑ(k-2) - тангаж, ψ(k-2) - угол рыскания, ула(k-2) - высоту ЛА и принимают радиосигналы от ИРИ, по которым измеряют значения φг(k-2), φв(k-2) - пеленгов ИРИ в горизонтальной и вертикальной плоскостях, соответственно, измеренные значения ϑ(k-2), ψ(k-2), ула(k-2), φг(k-2), φв(k-2) запоминают, в следующий момент времени k-1, отстоящего от момента времени k-2 на τ - интервал дискретизации, измеряют значения высоты ула(k-1) ЛА, его тангажа ϑ(k-1) и угла рыскания ψ(k-1), поперечных ускорений jг(k-1), jв(k-1) ЛА в горизонтальной и вертикальной плоскостях, соответственно, принимают радиосигналы от ИРИ, по которым измеряют значения пеленгов φг(k-1), φв(k-1) ИРИ и угловых скоростей линии визирования ωг(k-1), ωв(k-1) ИРИ в горизонтальной и вертикальной плоскостях, соответственно, измеренные значения ула(k-1), ϑ(k-1) и ψ(k-1) запоминают, измеренные значения φг(k-1), ωг(k-1), jг(k-1), φв(k-1), ωв(k-1) и jв(k-1) запоминают как значения соответствующих компонент вектораA method for determining the distance to sources of radio emissions (IRI) and the speed of approach with them in single-position radar systems, based on measuring the angular coordinates of the IRI, characterized in that at the first, preliminary, stage at time k-2 on an aircraft (LA) measure яют (k-2) - pitch, ψ (k-2) - yaw angle, for a la (k-2) - aircraft altitude and receive radio signals from the IRI, which measure the values of φ g (k-2), φ in (k -2) - bearings of the IRI in the horizontal and vertical planes, respectively, the measured values of ϑ (k-2), ψ (k-2), for la (k-2), φ g (k- 2), φ a (k-2) is stored in the next time k-1, spaced from time k-2 τ - sampling interval measured values of height y la (k-1) aircraft, its pitch θ (k -1) and yaw angle ψ (k-1), lateral accelerations j g (k-1), j in (k-1) aircraft in the horizontal and vertical planes, respectively, receive radio signals from the IRI, which measure the values of bearings φ g (k-1), φ in (k-1) IRI and angular velocities of the line of sight ω g (k-1), ω in (k-1) IRI in the horizontal and vertical planes, respectively, the measured values of la (k -1), ϑ (k-1) and ψ (k-1) are stored by changing The values of φ g (k-1), ω g (k-1), j g (k-1), φ in (k-1), ω in (k-1) and j in (k-1) are remembered as the values of the corresponding components of the vector
Figure 00000137
Figure 00000137
называемого вектором состояния,called a state vector, по запомненным в (k-2)-й и (k-1)-й моменты времени значениям высоты yла, пеленга φв и тангажа ϑ вычисляют приблизительные значения дальности до ИРИ Дири, имевшей место в моменты времени k-2 и k-1, по формуламthe values of the height y la stored in the (k-2) th and (k-1) th instants of time, the bearing φ in and the pitch ϑ calculate the approximate values of the distance to the IRI D iri , which took place at times k-2 and k -1, according to the formulas Дири(k-2)=ула(k-2)/sin[φв (k-2)-ϑ(k-2)],D iri (k-2) = y la (k-2) / sin [φ in (k-2) -ϑ (k-2)], Дири(k-1)=ула(k-1)/sin[φв(k-1)-ϑ(k-1)],D iri (k-1) = y la (k-1) / sin [φ in (k-1) -ϑ (k-1)], по вычисленным значениям дальности до ИРИ Дири и запомненным значениям φг, φв, ϑ и ψ вычисляют приблизительные значения проекций скорости сближения с ИРИ Vусб, Vzсб и Vхсб на оси Y, Z и Х, соответственно, неподвижной земной прямоугольной системы координат OYZX по формуламfrom the calculated values of the distance to the IRI D iri and the stored values of φ g , φ in , ϑ and ψ calculate the approximate values of the projections of the speed of approaching the IRI V usb , V zsb and V hsb on the axis Y, Z and X, respectively, of a fixed rectangular earth system OYZX coordinates by formulas
Figure 00000138
Figure 00000138
Figure 00000139
Figure 00000139
Figure 00000140
Figure 00000140
по которым вычисляют приблизительные значения скорости сближения с ИРИ Vсб по формулеwhich calculate the approximate values of the rate of approximation with IRI V sat according to the formula
Figure 00000141
Figure 00000141
дисперсии ошибок измерений пеленгов ИРИ
Figure 00000142
Figure 00000143
угловых скоростей линии визирования ИРИ
Figure 00000144
Figure 00000145
поперечных ускорений ЛА
Figure 00000146
Figure 00000147
в горизонтальной и вертикальной плоскостях, соответственно, запоминают в виде значений соответствующих компонент матрицы
variance of measurement errors of bearings IRI
Figure 00000142
Figure 00000143
angular velocities of the IRI line of sight
Figure 00000144
Figure 00000145
transverse accelerations of an aircraft
Figure 00000146
Figure 00000147
in the horizontal and vertical planes, respectively, are stored in the form of values of the corresponding matrix components
Figure 00000148
Figure 00000148
называемой матрицей дисперсий шумов измерений, недиагональные компоненты которой равны нулю, по запомненным значениям компонент φг(k-1), ωг(k-1), jг(k-1), φв(k-1), ωв(k-1), jв(k-1) вектора состояния Rири(k-1) (1) и вычисленным значениям дальности до ИРИ Дири(k-1) и скорости сближения Vсб(k-1) ЛА с ИРИ осуществляют экстраполяцию на k-й момент времени всех значений компонент вектора состояния по формулеcalled the matrix of dispersions of measurement noise, the off-diagonal components of which are equal to zero, according to the stored values of the components φ g (k-1), ω g (k-1), j g (k-1), φ in (k-1), ω in (k-1), j in the (k-1) state vector R iri (k-1) (1) and the calculated values of the distance to the IRI D iri (k-1) and the approach speed V sb (k-1) of the aircraft with IRI extrapolates to the k-th instant of time all the values of the components of the state vector according to the formula
Figure 00000149
Figure 00000149
гдеWhere
Figure 00000150
Figure 00000150
- переходная матрица вектора состояния, компоненты fij(k,k-1),
Figure 00000151
Figure 00000152
которой представляют собой функции, посредством которых связаны φг, ωг, jг, φв, ωв, jв с Дири и Vсб, спрогнозированные значения компонент φг(k), ωг(k), jг(k), φв(k), ωв(k), jв(k) вектора Rэири(k) (3) запоминают, по вычисленным значениям дальности до ИРИ Дири и скорости сближения с ним Vсб вычисляют значения упомянутых функций fij(k,k-1) и по формулам
is the transition matrix of the state vector, the components f ij (k, k-1),
Figure 00000151
Figure 00000152
which represent functions by which the associated φ r, ω r, j r, φ a, ω a, j in a D iri and V sb, predicted values of the components φ r (k), ω r (k), j g ( k), φ in (k), ω in (k), j in (k) of the vector R airy (k) (3) are remembered, according to the calculated values of the distance to the IRI D iri and the speed of approach to it V sb, the values of the above functions are calculated f ij (k, k-1) and by the formulas
Figure 00000153
Figure 00000153
присваивают их значения соответствующим компонентам аl(k-1) вектораassign their values to the corresponding components a l (k-1) of the vector
Figure 00000154
Figure 00000154
называемого вектором параметров модели состояния, которые запоминают, в формуле (6) символ
Figure 00000155
означает, что значения компонент оценены, а значение каждой из компонент
Figure 00000156
данного вектора, как и значение соответствующей ей функции fij(k,k-1), определяет степень связи между собой различных координат местоположения и параметров взаимного перемещения ЛА и ИРИ,
called a vector of state model parameters that remember, in the formula (6) the symbol
Figure 00000155
means that the values of the components are estimated, and the value of each of the components
Figure 00000156
of this vector, as well as the value of the function f ij (k, k-1) corresponding to it, determines the degree of connection between the various location coordinates and the parameters of the mutual movement of the aircraft and IRI,
для учета начальных и впоследствии текущих ошибок оценивания значений компонент вектора
Figure 00000157
(6) запоминают матрицу
to take into account the initial and subsequently current errors in estimating the values of the components of the vector
Figure 00000157
(6) remember the matrix
Figure 00000158
Figure 00000158
называемую матрицей апостериорных дисперсий и взаимных дисперсий ошибок оценивания вектора параметров модели состояния, значения компонент которой dij(k-1)=0, при i≠j, где
Figure 00000159
Figure 00000160
n - количество компонент вектора состояния, а диагональные компоненты задают, исходя из априорных сведений о корреляционных функциях распределения значений плотности вероятности соответствующих компонент вектора Rири(1), для учета отсутствия точных данных о движении ИРИ запоминают матрицу
called the matrix of posterior variances and mutual variances of errors in estimating the vector of parameters of the state model, whose component values d ij (k-1) = 0, for i ≠ j, where
Figure 00000159
Figure 00000160
n is the number of components of the state vector, and the diagonal components are set, based on a priori information about the correlation functions of the distribution of probability density values of the corresponding components of the vector R iri (1), to take into account the lack of accurate data on the movement of IRI, the matrix is stored
Figure 00000161
Figure 00000161
называемую матрицей дисперсий ошибок вектора состояния, значения компонент которой dij=0, при i≠j, где
Figure 00000162
Figure 00000163
а диагональные компоненты задают, исходя из конкретной структуры вектора Rири (1) и априорных сведений о корреляционных функциях распределения значений плотности вероятности его компонент,
called the error variance matrix of the state vector whose component values d ij = 0, for i ≠ j, where
Figure 00000162
Figure 00000163
and the diagonal components are set, based on the specific structure of the vector R iri (1) and a priori information about the correlation functions of the distribution of the probability density values of its components,
по запомненным значениям компонент вектор Rэири(k) (3) формируют и запоминают соответствующие значения компонент переходной матрицы вектора параметров модели состояния М(k) для следующего k-го шага вычислений по формулеfrom the stored values of the components, the vector R airy (k) (3) form and store the corresponding values of the components of the transition matrix of the vector of parameters of the state model M (k) for the next k-th step of calculations by the formula
Figure 00000164
Figure 00000164
где 0 - n-мерные нулевые векторы,where 0 are n-dimensional zero vectors, на втором, основном, этапе, начиная с момента времени k, измеряют значения jг, jв, а также принимают радиосигналы от ИРИ, по которым измеряют значения φг, φв, ωг и ωв, измеренные значения φг, ωг, jг, φв, ωв и jв запоминают в виде значений соответствующих компонент вектораat the second, basically, stage, starting from time k, measure the values of j g , j c , and also receive radio signals from the IRI, which measure the values of φ g , φ c , ω g and ω c , the measured values of φ g , ω g , j g , φ in , ω in and j in are stored in the form of values of the corresponding components of the vector
Figure 00000165
Figure 00000165
называемого вектором измерений, где φги(k)=φг(k), ωги(k)=ωг(k), jги(k)=jг(k), φви(k)=φв(k), ωви(k)=ωв(k), jви(k)=jв(k), по запомненным значениям компонент матриц d(k-1)(7), DR(8) и М(k)(9) по формулеcalled the measurement vector, where φ gi (k) = φ g (k), ω gi (k) = ω g (k), j gi (k) = j g (k), φ vi (k) = φ in ( k), ω wi (k) = ω in (k), j wi (k) = j in (k), from the stored values of the components of the matrices d (k-1) (7), D R (8) and M ( k) (9) by the formula
Figure 00000166
Figure 00000166
вычисляют и запоминают текущие значения компонент dij(k) матрицы D(k) (7), по запомненным значениям компонент матриц Dи (2), М(k) (9) и D(k) (11), по формулеcalculate and remember the current values of the components d ij (k) of the matrix D (k) (7), from the stored values of the components of the matrices D and (2), M (k) (9) and D (k) (11), according to the formula
Figure 00000167
Figure 00000167
вычисляют и запоминают значения компонент кij(k-1), где
Figure 00000168
Figure 00000169
матричного коэффициента усиления К(k), по запомненным значениям компонент векторов
Figure 00000170
(6), z(k) (10) и матриц М(k) (9), К(k) (12) по формуле
calculate and store the values of the components to ij (k-1), where
Figure 00000168
Figure 00000169
matrix gain K (k), from the stored values of the components of the vectors
Figure 00000170
(6), z (k) (10) and the matrices M (k) (9), K (k) (12) by the formula
Figure 00000171
Figure 00000171
оценивают текущие значения компонент
Figure 00000172
вектора
Figure 00000173
(6), по полученным оцененным значениям компонент
Figure 00000174
по формулам
Figure 00000175
Figure 00000176
Figure 00000177
Figure 00000178
присваивают значения соответствующим компонентам fij(k+1,k) матрицы Ф(k+1,k) (4), по полученным значениям компонент fij(k+1,k) матрицы Ф(k+1,k) вычисляют дальность до ИРИ Дири(k) и скорость сближения с ним Vсб(k) по формулам
evaluate current component values
Figure 00000172
of vector
Figure 00000173
(6), based on the obtained estimated values of the components
Figure 00000174
according to the formulas
Figure 00000175
Figure 00000176
Figure 00000177
Figure 00000178
assign values to the corresponding components f ij (k + 1, k) of the matrix Φ (k + 1, k) (4), from the obtained values of the components f ij (k + 1, k) of the matrix Φ (k + 1, k) calculate the range to IRI D iri (k) and the speed of approach with him V sat (k) according to the formulas
Дири1{fij(k+1,k)},D iri = η 1 {f ij (k + 1, k)}, Vсб2{fij(k+1,k)},V sat = η 2 {f ij (k + 1, k)}, где η1{fij(k+1,k)} и η2{fij(k+1,k)} - функции, посредством которых связаны φг, ωг, jг, φв, ωв, jв с Дири и Vсб, вычисленные значения дальности до ИРИ Дири(k) и скорости сближения с ним Vсб(k) выдают потребителям информации, по запомненным значениям компонент вектора Rири(k) (1) и матрицы Ф(k+1,k) по формуле (3) вычисляют и запоминают значения компонент вектора Rэири(k+1) (3) на следующий (k+1)-й шаг измерений, по запомненным значениям компонент вектора Rэири(k+1) по формуле (9) формируют и запоминают значения компонент матрицы М(k+1) для следующего шага измерений, далее, описанный выше процесс, начиная со второго этапа, повторяют.where η 1 {f ij (k + 1, k)} and η 2 {f ij (k + 1, k)} are the functions by which φ g , ω g , j g , φ c , ω c , j in with D iri and V sat , the calculated values of the distance to the IRI D iri (k) and the speed of approach with it V sat (k) give information to consumers, according to the stored values of the components of the vector R iri (k) (1) and the matrix Ф (k + 1, k) using formula (3), calculate and store the values of the components of the airy vector R (k + 1) (3) to the next (k + 1) -th measurement step, according to the stored values of the components of the airy vector R (k + 1) by the formula (9) form and store the values of the components of the matrix M (k + 1) for the next measurement step, further, the process described above, starting from the second step, is repeated.
RU2002124530/09A 2002-09-16 2002-09-16 Method for determination of range to sources of radio emission and rate of closure to them in single-position radar systems RU2232402C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002124530/09A RU2232402C2 (en) 2002-09-16 2002-09-16 Method for determination of range to sources of radio emission and rate of closure to them in single-position radar systems

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002124530/09A RU2232402C2 (en) 2002-09-16 2002-09-16 Method for determination of range to sources of radio emission and rate of closure to them in single-position radar systems

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002124530A RU2002124530A (en) 2004-05-27
RU2232402C2 true RU2232402C2 (en) 2004-07-10

Family

ID=33412934

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002124530/09A RU2232402C2 (en) 2002-09-16 2002-09-16 Method for determination of range to sources of radio emission and rate of closure to them in single-position radar systems

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2232402C2 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2510663C2 (en) * 2012-06-19 2014-04-10 Федеральное казенное предприятие "Нижнетагильский институт испытания металлов" (ФКП "НТИИМ") Radar-tracking method of measurement of range of moving object
RU2643154C1 (en) * 2016-08-12 2018-01-31 Общество с ограниченной ответственностью "Квадрокс" Single-position multiplicative virtual-real method for determining coordinates of radio-frequency source location
RU2643513C1 (en) * 2016-09-02 2018-02-02 Общество с ограниченной ответственностью "Квадрокс" Single-position method for determining coordinates of radio-frequency source location
RU2643780C1 (en) * 2016-09-02 2018-02-06 Общество с ограниченной ответственностью "Квадрокс" Single-position multiplicative differential-relative method to determine location coordinates of radio radiation sources
RU2661357C1 (en) * 2017-09-28 2018-07-16 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") Method of reviewing passive single-positive monopulse triple-oriented angular-differential-doppler locations of moving in space of the radio-emitting objects
RU2709785C1 (en) * 2019-03-06 2019-12-20 Акционерное общество "Концерн радиостроения "Вега" Method of determining extrapolated range values and speed of approach of an aircraft with a radar object
RU2754349C1 (en) * 2020-05-20 2021-09-01 Акционерное общество "Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" Method for determining coordinates and parameters of movement of radio emission sources using monostatic passive radio location station
RU2760975C1 (en) * 2021-02-25 2021-12-02 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Method for determining radiation source location from aircraft
RU2776078C1 (en) * 2021-07-02 2022-07-13 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Method for determining the coordinates and motion parameters of radio emission sources based on measurements of their carrier frequency

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Зарубежная радиоэлектроника, 2002, № 3, с.64-94. *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2510663C2 (en) * 2012-06-19 2014-04-10 Федеральное казенное предприятие "Нижнетагильский институт испытания металлов" (ФКП "НТИИМ") Radar-tracking method of measurement of range of moving object
RU2643154C1 (en) * 2016-08-12 2018-01-31 Общество с ограниченной ответственностью "Квадрокс" Single-position multiplicative virtual-real method for determining coordinates of radio-frequency source location
RU2643513C1 (en) * 2016-09-02 2018-02-02 Общество с ограниченной ответственностью "Квадрокс" Single-position method for determining coordinates of radio-frequency source location
RU2643780C1 (en) * 2016-09-02 2018-02-06 Общество с ограниченной ответственностью "Квадрокс" Single-position multiplicative differential-relative method to determine location coordinates of radio radiation sources
RU2661357C1 (en) * 2017-09-28 2018-07-16 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") Method of reviewing passive single-positive monopulse triple-oriented angular-differential-doppler locations of moving in space of the radio-emitting objects
RU2709785C1 (en) * 2019-03-06 2019-12-20 Акционерное общество "Концерн радиостроения "Вега" Method of determining extrapolated range values and speed of approach of an aircraft with a radar object
RU2754349C1 (en) * 2020-05-20 2021-09-01 Акционерное общество "Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" Method for determining coordinates and parameters of movement of radio emission sources using monostatic passive radio location station
RU2760975C1 (en) * 2021-02-25 2021-12-02 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Method for determining radiation source location from aircraft
RU2776869C1 (en) * 2021-05-21 2022-07-28 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Method for determining the coordinates and parameters of movement of radio emission sources based on the analysis of mutual location thereof
RU2776078C1 (en) * 2021-07-02 2022-07-13 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Method for determining the coordinates and motion parameters of radio emission sources based on measurements of their carrier frequency
RU2776079C1 (en) * 2021-07-02 2022-07-13 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Method for determining the coordinates and motion parameters of radio emission sources
RU2796121C1 (en) * 2022-06-14 2023-05-17 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Method for determining range to ground source of radiation from aircraft equipped with azimuthal phase direction finder

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Opromolla et al. LIDAR-inertial integration for UAV localization and mapping in complex environments
Carreno et al. A survey on terrain based navigation for AUVs
Fang et al. Graph optimization approach to range-based localization
Amelin et al. An algorithm for refinement of the position of a light UAV on the basis of Kalman filtering of bearing measurements
Miller et al. Underwater target tracking using bearing-only measurements
RU2660498C1 (en) Method of tracking of airborne maneuvering radiation sources according to angle information from airborne single-position electronic reconnaissance system
CN110186456B (en) Target positioning method, system, unmanned aerial vehicle and storage medium
Perkins et al. Antenna characterization for UAV based GPS jammer localization
Selezneva et al. Navigation complex with adaptive non-linear Kalman filter for unmanned flight vehicle
Ouyang et al. Cooperative navigation of UAVs in GNSS-denied area with colored RSSI measurements
RU2232402C2 (en) Method for determination of range to sources of radio emission and rate of closure to them in single-position radar systems
Zhou et al. Vision-based online localization and trajectory smoothing for fixed-wing UAV tracking a moving target
Jørgensen et al. Underwater position and attitude estimation using acoustic, inertial, and depth measurements
CN115902930A (en) Unmanned aerial vehicle room built-in map and positioning method for ship detection
Vitiello et al. Detection and tracking of non-cooperative flying obstacles using low SWaP radar and optical sensors: an experimental analysis
Bai et al. Relative heading estimation and its application in target handoff in GPS-denied environments
Jung et al. Terrain based navigation for an autonomous surface vehicle with a multibeam sonar
Naga Divya et al. Stochastic analysis approach of extended H-infinity filter for state estimation in uncertain sea environment
Imbiriba et al. Augmented physics-based machine learning for navigation and tracking
Pudovkin et al. Development and research of the rangefinder of the information and measurement system of air traffic control based on data from on-board sensors of the aircraft
CN114216463A (en) Path optimization target positioning method and device, storage medium and unmanned equipment
Wang et al. Rf based target search and localization with microuva
Li et al. Exploring the Potential of Deep Learning Aided Kalman Filter for GNSS/INS Integration: A Study on 2D Simulation Datasets
Miller et al. On AUV navigation based on acoustic sensing of the seabed profile
Deneault et al. Tracking ground targets with measurements obtained from a single monocular camera mounted on an unmanned aerial vehicle