RU2303229C1 - Method for formation of stabilization and homing signal of movable carrier and on-board homing system for its realization - Google Patents
Method for formation of stabilization and homing signal of movable carrier and on-board homing system for its realization Download PDFInfo
- Publication number
- RU2303229C1 RU2303229C1 RU2005130878/02A RU2005130878A RU2303229C1 RU 2303229 C1 RU2303229 C1 RU 2303229C1 RU 2005130878/02 A RU2005130878/02 A RU 2005130878/02A RU 2005130878 A RU2005130878 A RU 2005130878A RU 2303229 C1 RU2303229 C1 RU 2303229C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signals
- target
- vector
- proportional
- range
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Предлагаемое техническое решение относится к области систем самонаведения для самодвижущихся объектов.The proposed technical solution relates to the field of homing systems for self-propelled objects.
Оно предназначено для:It is intended for:
- измерения ускорений, скоростей, расстояний, угловых положений подвижного носителя бортовой системы самонаведения, горизонтального и вертикального угла визирования, азимута и угла места (наклона) визируемых объектов;- measurements of accelerations, speeds, distances, angular positions of the mobile carrier of the onboard homing system, horizontal and vertical angle of sight, azimuth and elevation (tilt) of the sighted objects;
- формирования сигналов стабилизации и самонаведения для управления подвижным носителем- formation of stabilization and homing signals for controlling a mobile carrier
и может быть использовано в системах:and can be used in systems:
- определения параметров взаимного положения подвижного носителя и объекта визирования (подвижного или неподвижного) при их сближении;- determination of the parameters of the relative position of the movable carrier and the object of sight (movable or stationary) when they approach each other;
- обеспечения управления подвижными носителями при самонаведении на объект визирования не только при наличии их локационного контакта, но и при его отсутствии;- providing control of mobile carriers when homing at the object of sight, not only in the presence of their location contact, but also in its absence;
- с повышенными угловой и линейной разрешающей способностью, точностью, дальностью действия, помехоустойчивостью и помехозащищенностью;- with increased angular and linear resolution, accuracy, range, noise immunity and noise immunity;
- пеленгации и автосопровождения объектов визирования (подвижных и/или неподвижных) по направлению и по дальности.- direction finding and auto tracking of sight objects (moving and / or motionless) in direction and range.
Известны различные способы наведения ракет и устройства систем наведения (патент RU №2239769 2002.11.27, кл. F41G 7/20; DE №19740888 A1 17.09.97, кл. F41G 7/00), где предлагаются технические решения по автономному управлению в одном случае вращающегося артиллерийского снаряда, а в другом случае по формированию управляющих сигналов при самонаведении в процессе локационного контакта с целью с использованием информации об угловой скорости поворота линии визирования.There are various methods of guiding missiles and guiding systems (patent RU No. 2239769 2002.11.27, class F41G 7/20; DE No. 19740888 A1 09.17.97, class F41G 7/00), which offer technical solutions for autonomous control in one in the case of a rotating artillery shell, and in another case, the formation of control signals during homing in the process of location contact with the aim of using information about the angular velocity of rotation of the line of sight.
Известна также система для точного определения вертикальной скорости ракеты и ее положения в пространстве (патент US №6082666 А 03.12.97, кл. F41G 7/00), содержащая радар, инерциальный блок, фильтр Калмана и линию обратной связи. Система обеспечивает оценку ошибок в измерении скорости, полученной от инерциального блока и вычислительной цепи.Also known is a system for accurately determining the vertical velocity of a rocket and its position in space (US patent No. 6082666 A 03/12/97, class F41G 7/00) containing a radar, an inertial block, a Kalman filter and a feedback line. The system provides an estimate of errors in measuring the speed obtained from the inertial unit and the computational circuit.
Известны, кроме того, способ и устройство наведения ракеты на подвижную цель (WO №9939150 A1 20.01.99, кл. F41G 7/20), в которых точка перехвата, где ожидается встреча ракеты с целью, вычисляется на основании прогнозирования будущего движения цели и вычисления времени встречи ракеты с целью.In addition, there is known a method and device for guiding a rocket at a moving target (WO No. 9939150 A1 01/20/99, class F41G 7/20), in which the interception point where the missile is expected to meet the target is calculated based on predicting the future movement of the target and calculating the time of a missile meeting with a target
Указанные выше аналоги обладают общими недостатками: они не обеспечивают необходимые точность наведения, помехозащищенность, угловую и линейную разрешающую способность.The above analogues have common drawbacks: they do not provide the necessary guidance accuracy, noise immunity, angular and linear resolution.
Известен блок управления наведением ракеты (патент JP №2848238 В2 7294196 А 27.04.94, кл. F41G 7/22), где на начальном участке наведения управляет ракетой автопилот, обеспечивая заданную траекторию полета в соответствии с программой при использовании выходной информации из инерциального блока. При достижении дальности до цели, на которой происходит захват цели, головка включается в режим поиска с использованием блока, создающего большую управляющую силу для разгона и торможения головки. Управление головкой при захвате цели осуществляется в соответствии с заданным изображением цели.A known missile guidance control unit (JP patent No. 2848238 B2 7294196 A 04/27/94, class F41G 7/22), where the autopilot controls the missile at the initial guidance section, providing a predetermined flight path in accordance with the program when using output information from an inertial block. When reaching the range at which the target is captured, the head is switched on in the search mode using a block that creates a large control force for accelerating and braking the head. Head control when capturing a target is carried out in accordance with a predetermined target image.
Из известных аналогов наиболее близким по технической сущности и назначению является способ формирования сигналов для стабилизации и самонаведения подвижного носителя, осуществляемый с помощью этого блока управления наведением ракеты.Of the known analogues, the closest in technical essence and purpose is a method of generating signals for stabilization and homing of a mobile carrier, carried out using this missile guidance control unit.
Способ и устройство по патенту JP №2848238, однако, не отвечают современным повышенным требованиям к формированию сигналов стабилизации и сигналов самонаведения высокоточных подвижных носителей и к бортовым системам самонаведения, предназначенным для их оснащения, так как обладают следующими основными недостатками:The method and device according to JP patent No. 2848238, however, do not meet modern high requirements for the formation of stabilization signals and homing signals of high-precision mobile carriers and on-board homing systems designed to equip them, as they have the following main disadvantages:
- не обеспечивают необходимую точность самонаведения подвижного носителя из-за отсутствия в системе информации о проекциях вектора кажущегося линейного ускорения и о проекциях вектора абсолютной угловой скорости поворота линии (вектора) визирования в антенной базовой системе координат Oxyz, особенно при повышенной дальности действия подвижного носителя (т.е. при повышенном времени работы устройства-прототипа);- they do not provide the necessary accuracy of homing of the mobile carrier due to the lack of information in the system about the projections of the apparent linear acceleration vector and the projections of the absolute angular velocity of the line of rotation (vector) of the line of sight in the Oxyz antenna base coordinate system, especially with increased range of the mobile carrier (t .e. with increased operating time of the prototype device);
- недостаточные угловая и линейная разрешающие способности, которые должны быть сопоставимы с размерами обнаруживаемого (в том числе и малоразмерного) ОВ и которые необходимы для решения задачи самонаведения подвижного носителя на ОВ с малой эффективной поверхностью рассеивания (ЭПР) и при наличии гидрометеоров на трассе движения носителя;- insufficient angular and linear resolution, which should be comparable with the size of the detected (including small) OM and which are necessary to solve the problem of homing a mobile carrier on an OM with a small effective dispersion surface (EPR) and in the presence of hydrometeors on the carrier path ;
- конструктивно ограничены углы прокачки наружной и внутренней рамок двухосного карданова подвеса при заданном ограниченном диаметре отсека размещения устройства вследствие переменной электрической редукции между углами поворота параболического зеркала относительно центра излучения неподвижного многоканального облучателя и соответствующими углами поворота линии (вектора) визирования, что, в свою очередь, ограничивает диапазон угла наклона траектории на автономном, например, баллистическом участке траектории движения носителя, снижая его тактико-технические характеристики.- the pumping angles of the outer and inner frames of the biaxial gimbal suspension are structurally limited for a given limited diameter of the device compartment due to variable electrical reduction between the rotation angles of the parabolic mirror relative to the radiation center of the stationary multichannel irradiator and the corresponding angles of rotation of the line of sight (vector), which, in turn, limits the range of the angle of inclination of the trajectory on an autonomous, for example, ballistic section of the path of the carrier, with izhaya its performance characteristics.
Цель заявляемых технических решений (способа и устройства для его осуществления) - обеспечение повышенных точности самонаведения подвижного носителя, угловой и линейной разрешающей способности самонаведения при одновременном повышении помехоустойчивости, а также помехозащищенности в условиях внешних мешающих воздействий в простых и сложных метеоусловиях при наличии гидрометеоров на трассе движения носителя и увеличении диапазона угла наклона траектории на автономном, например, баллистическом участке траектории движения носителя.The purpose of the claimed technical solutions (method and device for its implementation) is to provide increased accuracy of homing of a mobile carrier, angular and linear resolution of homing while increasing noise immunity, as well as noise immunity under external disturbing influences in simple and difficult weather conditions in the presence of hydrometeors on the track carrier and increasing the range of the angle of inclination of the trajectory on an autonomous, for example, ballistic section of the trajectory of the carrier.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что по предлагаемому способу при предстартовой подготовке подвижного носителя, кроме задания начальных координат цели или/и начального назначения ОВ, формируют начальные условия выставки инерциального измерения параметров вектора визирования цели в виде пакета последовательных информационных слов (информационный массив), содержащего дополнительно начальные значения проекций Vξ0, Vη0, Vζ0, вектора линейной скорости предстартового перемещения подвижного носителя на соответствующие координатные оси горизонтальной системы координат Оξηζ с началом в центре масс подвижного носителя, декартовых координат ξ0, η0, ζ0 цели или/и ОВ, географической долготы λ0 и географической широты φ0 подвижного носителя (фиг.1). На борту подвижного носителя преобразуют заданные начальные условия выставки инерциального измерения параметров вектора визирования цели или/и ОВ в сигналы, пропорциональные проекциям Vx0, Vy0, Vz0 вектора линейной скорости предстартового перемещения подвижного носителя на соответствующие координатные оси базовой антенной системы координат Oxyz (фиг.2), в сигналы, пропорциональные углам и визирования цели или/и ОВ соответственно в горизонтальной плоскости и в вертикальной плоскости в горизонтальной системе координат Оξηζ (фиг.3), в сигналы, пропорциональные составляющим и пространственной угловой координаты или/и ОВ в базовой антенной системе координат Oxyz (фиг.2), в сигналы, пропорциональные направляющим косинусам где i, j = 1, 2, 3, определяющим начальное взаимное положение базовой антенной системы координат Oxyz и опорной геоцентрической системы координат Сξ0η0ζ0, связанной одной своей координатной осью Сζ0 с неподвижной целью или/и с ОВ, расположенной, например, на земной поверхности (фиг.1).The essence of the invention lies in the fact that, according to the proposed method, during the prelaunch preparation of a mobile carrier, in addition to setting the initial coordinates of the target and / or the initial destination of the OM, the initial conditions for the inertial measurement of the parameters of the target’s sighting vector are formed in the form of a packet of sequential information words (information array), additionally containing the initial values of the projections V ξ0 , V η0 , V ζ0 , of the vector the linear velocity of the prelaunch movement of the mobile carrier to the corresponding coordinate axes of the horizontal coordinate system Оξηζ with the origin at the center of mass of the mobile carrier, the Cartesian coordinates ξ 0 , η 0 , ζ 0 of the target or / and OB, the geographical longitude λ 0 and the geographical latitude φ 0 of the mobile carrier ( figure 1). On board the mobile carrier, the predetermined initial conditions for the inertial measurement of the parameters of the target vector of the target or / and OM are converted into signals proportional to the projections V x0 , V y0 , V z0 of the vector the linear velocity of the prelaunch movement of the moving medium to the corresponding coordinate axes of the base antenna coordinate system Oxyz (figure 2), in signals proportional to the angles and sighting the target and / or OM, respectively, in the horizontal plane and in the vertical plane in the horizontal coordinate system Оξηζ (Fig. 3), into signals proportional to the components and spatial angular coordinate or / and OB in the base antenna coordinate system Oxyz (Fig. 2), into signals proportional to the direction cosines where i, j = 1, 2, 3, which determines the initial relative position of the base antenna coordinate system Oxyz and the reference geocentric coordinate system Сξ 0 η 0 ζ 0 , connected by one of its coordinate axis Сζ 0 with a fixed target and / or with an OB located for example, on the earth's surface (figure 1).
В момент времени старта подвижного носителя обновление начальной информации прекращается, одновременно измеряют сигналы, пропорциональные проекциям nзх, nзy, nзz вектора кажущегося линейного ускорения движения и проекциям ωзх, ωзy, ωзz вектора абсолютной угловой скорости поворота зеркала антенны на соответствующие координатные оси системы координат Охзyзzз, связанной с зеркалом антенны, где Охз - оптическая ось зеркала. По этим измеренным сигналам с учетом переменной электрической редукции определяют сигналы, пропорциональные проекциям nx, ny, nz вектора кажущегося линейного ускорения движения и проекциям ωx, ωy, ωz вектора абсолютной угловой скорости поворота вектора (линии) визирования цели на соответствующие координатные оси базовой антенной системы координат Oxyz. По полученным сигналам с учетом начальной информации назначения цели или/и ОВ и начальных условий выставки инерциального измерения параметров вектора визирования формируют сигналы, пропорциональные текущим значениям параметров вектора визирования цели, а именно: проекций Vx, Vy, Vz вектора абсолютной линейной скорости сближения подвижного носителя с целью на соответствующие координатные оси базовой антенной системы координат Oxyz, наклонной дальности L сближения подвижного носителя с целью, составляющих e1 и е2 пространственной угловой координаты цели в базовой антенной системе координат Oxyz (фиг.2), направляющих косинусов βij, где i, j = 1, 2, 3, взаимного углового положения базовой антенной системы координат Oxyz и опорной геоцентрической системы координат Сξ0η0ζ0, связанной одной своей координатной осью Сζ0 с неподвижной целью или/и с ОВ, расположенной, например, на земной поверхности (фиг.1). При отсутствии локационного контакта с целью или/и с ОВ преобразуют полученные сигналы, пропорциональные соответствующим текущим значениям параметров вектора визирования цели, в управляющие сигналы, по которым осуществляют поворот зеркала антенны по углу наклона и по азимуту , которые регистрируют и затем с учетом переменной электрической редукции преобразуют в сигналы, пропорциональные углам поворота вектора (линии) визирования по углу наклона и по азимуту относительно корпуса подвижного носителя до совмещения его направления с направлением на цель, и совмещают метку (подвижный строб) дальности с целью. При этом формируют сигналы, пропорциональные скорости изменения углов визирования цели в горизонтальной и в вертикальной плоскости в системе координат Оξηζ (фиг.3), а также сигналы, пропорциональные скорости изменения угла наклона и азимута (скорости изменения пеленгов цели) в связанной системе координат Ox1y1z1 (фиг.4). Одновременно преобразуют сигналы, пропорциональные проекциям ωx, ωy, ωz вектора абсолютной угловой скорости поворота базовой антенной системы координат Oxyz, в сигналы, пропорциональные его проекциям на соответствующие координатные оси связанной системы координат Ox1y1z1. По полученным сигналам определяют сигналы, пропорциональные скорости изменения соответственно рыскания , тангажа , крена подвижного носителя, по которым формируют сигналы, пропорциональные соответственно рысканию ψ, тангажу ϑ, крену γ с учетом их начальных значений, полученных при предстартовой подготовке подвижного носителя. При этом определяют сигналы, пропорциональные проекциям вектора углового ускорения подвижного носителя на соответствующие координатные оси связанной системы координат Ox1y1z1. Наконец, по полученным сигналам формируют сигналы стабилизации подвижного носителя от его колебаний относительно своего центра масс в горизонтальной плоскости δг, в вертикальной плоскости δв и по крену δк, а также сигналы самонаведения подвижного носителя на цель, пропорциональные перегрузкам nв и nг, которые являются функциями, например, текущих значений сформированных углов положения подвижного носителя в вертикальной плоскости и в горизонтальной плоскости, функциями текущих значений модуля наклонной скорости сближения подвижного носителя с целью и составляющих и вектора угловой скорости поворота вектора (линии) визирования цели соответственно в вертикальной и в горизонтальной плоскости в системе координат Сξηζ. Полученную информацию преобразуют в управляющие сигналы, которые поступают в виде информационного массива стабилизации и управления по информационной линии связи во внешнюю аппаратуру управления рулевым приводом подвижного носителя.At the time of the start of the mobile carrier, the update of the initial information is stopped; signals proportional to the projections n sx , n sy , n sz of the vector apparent linear acceleration of motion and projections ω zx , ω zy , ω zz of the vector the absolute angular velocity of rotation of the antenna mirror to the corresponding coordinate axes of the coordinate system Oh z y z z z associated with the antenna mirror, where Oh z is the optical axis of the mirror. From these measured signals, taking into account the variable electric reduction, signals proportional to the projections n x , n y , n z of the vector are determined apparent linear acceleration of motion and projections ω x , ω y , ω z of the vector absolute angular velocity of rotation of the target vector (line) of sight on the corresponding coordinate axes of the base antenna coordinate system Oxyz. Based on the received signals, taking into account the initial information on the purpose of the target or / and the target and the initial conditions of the inertial measurement of the parameters of the vector of sight, signals are generated that are proportional to the current values of the vector sight of the target, namely: projections V x , V y , V z of the vector the absolute linear approach speed of the moving carrier with the target on the corresponding coordinate axes of the base antenna coordinate system Oxyz, the inclined range L of the approach of the moving carrier with a target of components e 1 and e 2 of the spatial angular coordinate targets in the base antenna coordinate system Oxyz (figure 2), the guiding cosines β ij , where i, j = 1, 2, 3, of the relative angular position of the base antenna coordinate system Oxyz and the reference geocentric coordinate system Сξ 0 η 0 ζ 0 , associated one of its coordinate axis Cζ 0 with a fixed target and / or with OB located, for example, on the earth's surface (figure 1). In the absence of location contact with the target and / or with the optical signal, the received signals are proportional to the corresponding current values of the target vector of the target, into control signals that rotate the antenna mirror along the tilt angle and in azimuth which are recorded and then, taking into account the variable electric reduction, are converted into signals proportional to the angles of rotation of the vector (line) of sight along the angle of inclination and in azimuth relative to the body of the moving medium until its direction coincides with the direction to the target, and the mark (moving gate) of distance is combined with purpose. In this case, signals are generated proportional to the rate of change of the target’s viewing angles in horizontal and in vertical the plane in the coordinate system Оξηζ (Fig. 3), as well as signals proportional to the rate of change of the angle of inclination and azimuth (rate of change of bearings of the target) in the associated coordinate system Ox 1 y 1 z 1 (figure 4). At the same time, signals are proportional to the projections ω x , ω y , ω z of the vector absolute angular velocity of rotation of the base antenna coordinate system Oxyz, into signals proportional to its projections to the corresponding coordinate axes of the associated coordinate system Ox 1 y 1 z 1 . The signals obtained are used to determine signals proportional to the rate of change, respectively, of the yaw rate. pitch roll mobile carrier, which generate signals proportional to yaw ψ, pitch ϑ, roll γ, respectively, taking into account their initial values obtained during prelaunch preparation of the mobile carrier. In this case, signals proportional to the projections are determined of vector angular acceleration of the moving carrier to the corresponding coordinate axes of the associated coordinate system Ox 1 y 1 z 1 . Finally, the received signals form the signals of stabilization of the mobile carrier from its oscillations relative to its center of mass in the horizontal plane δ g , in the vertical plane δ c and roll δ k , as well as homing signals of the mobile carrier to the target, proportional to the overloads n in and n g , which are functions, for example, of the current values of the formed angles of the position of the moving medium in the vertical plane and in the horizontal plane, functions of the current values of the module the inclined approach speed of the moving carrier with the purpose and components and of vector the angular velocity of rotation of the target vector (line) of sight of the target, respectively, in the vertical and horizontal plane in the coordinate system Сξηζ. The obtained information is converted into control signals, which are received in the form of an information array of stabilization and control via an information line of communication to external equipment for controlling the steering drive of a mobile carrier.
При достижении значения наклонной дальности сближения подвижного носителя с целью, равной величине наклонной дальности возможного локационного контакта с ОВ, излучают последовательно зондирующие сигналы сначала основного диапазона волн и затем встроенного более коротковолнового диапазона волн согласно принятой логике поиска ОВ. При этом частота более коротковолнового диапазона волн превышает в четное число раз частоту основного диапазона волн, линейная поляризация основного диапазона волн ортогональна по отношению к линейной поляризации основного диапазона волн, а линии визирования встроенного и основного каналов излучения совмещают между собой и с начальной юстировкой обоих каналов излучения со строительными осями подвижного носителя, причем управление направлением совмещенной линии визирования отрабатывают одним и тем же приводом зеркала антенны основного диапазона волн. Затем осуществляют секторный поиск ОВ по направлению и поиск ОВ по дальности. Принимают отраженные от облучаемых ОВ сигналы, находящиеся в пределах сектора поиска ОВ по направлению и в зоне поиска ОВ по дальности, производят по основному или по встроенному более коротковолновому диапазону обнаружение, выбор и захват ОВ, выбранного из всех обнаруженных в секторе поиска ОВ согласно принятым критериям выбора, на автосопровождение по дальности и по направлению, совмещают информацию, полученную в результате первичной обработки принимаемых отраженных от облучаемого ОВ высокочастотных сигналов по основному или встроенному диапазону волн, подвергают полученные сигналы вторичной (низкочастотной) обработке. В результате этого формируют сигналы по основному или по встроенному каналу излучения, которые пропорциональны составляющим пространственной угловой координаты ОВ и наклонной дальности до ОВ в антенной системе координат Oxyz. При этом по сигналам, пропорциональным измеренным значениям проекций вектора кажущегося линейного ускорения и проекций вектора абсолютной угловой скорости поворота вектора (линии) визирования цели или/и ОВ на соответствующие координатные оси базовой антенной системы координат Ox0y0z0, остановленной в момент времени начала поиска ОВ (или в течение заданного интервала измерения), с учетом линейного смещения фазового центра антенны (или/и центра излучения зондирующих сигналов) относительно центра пересечения осей чувствительности измерения проекций вектора кажущегося линейного ускорения и проекций вектора абсолютной угловой скорости поворота вектора (линии) визирования цели или/и ОВ определяют сигналы, пропорциональные параметрам траекторных флюктуаций и деформирующих (упругих, вибрационных и т.п.) воздействий корпуса подвижного носителя на пространственное положение фазового центра антенны относительно цели или/и ОВ. Причем измеряют сигналы, пропорциональные параметрам движения апертуры антенны относительно наблюдаемого (визируемого) объекта, т.е. цели или/и ОВ, которые являются параметрами траекторного сигнала, в системе координат Oxсмyсмzсм, смещенной относительно фиксированной базовой антенной системы координат на некоторое расстояние, т.е. относительно фазового центра антенны. По этим сигналам формируют сигнал, пропорциональный фазе опорной функции, являющейся функцией модуля вектора визирования цели или/и ОВ в смещенной системе координат Oxсмyсмzсм, т.е. наклонной дальности до цели или/и ОВ, в момент времени начала поиска ОВ (или заданного интервала измерения), а также скорости ее изменения и ускорения за время поиска ОВ (или в течение заданного интервала времени измерения). Затем по полученному сигналу, пропорциональному фазе опорной функции, определяют сигнал, пропорциональный фазовой поправке, компенсирующей в принимаемых сигналах, отраженных от облучаемого ОВ, траекторную нестабильность фазового центра антенны и деформирующие (упругие, вибрационные и т.п.) воздействия корпуса подвижного носителя, перемещающегося по траектории. При автосопровождении ОВ по направлению и по дальности сравнивают сформированные сигналы, пропорциональные текущим значениям параметров вектора визирования цели в базовой антенной системе координат Oxyz, а именно: составляющих пространственной угловой координаты цели и наклонной дальности сближения подвижного носителя с целью, соответственно, с идентичными сигналами автосопровождения ОВ по направлению и по дальности, пропорциональными текущим значениям параметров вектора визирования ОВ в базовой антенной системе координат Oxyz, осуществляют оптимальную адаптивную помехоустойчивую фильтрацию соответствующих сигналов сравнения, формируя сигналы, пропорциональные точным оценкам соответствующих сигналов сравнения, полученным в результате оптимальной адаптивной фильтрации, с помощью которых компенсируют (корректируют) сигналы, пропорциональные соответственно текущим значениям параметров вектора визирования цели. После этого по сигналам, полученным в результате компенсации (коррекции), формируют управляющие сигналы, по которым производят поворот зеркала антенны по углу наклона и по азимуту относительно корпуса подвижного носителя, регистрируют их и затем с учетом переменной электрической редукции преобразуют их соответственно в углы отклонения линии (вектора) визирования по углу наклона и по азимуту относительно корпуса подвижного носителя до совмещения ее (его) с направлением на ОВ, а при автосопровождении по дальности отфильтрованный сигнал рассогласования (ошибки) интегрируют во времени и получат информацию о наклонной дальности и скорости сближения подвижного носителя с ОВ. Одновременно формируют сигналы, пропорциональные скорости изменения соответственно углов визирования ОВ в горизонтальной и в вертикальной плоскости в системе координат Оξηζ, сигналы стабилизации подвижного носителя от колебаний относительно своего центра масс в горизонтальной δг, вертикальной δв плоскости и по крену δк, сигналы самонаведения подвижного носителя на ОВ, пропорциональные перегрузкам соответственно в горизонтальной nг и в вертикальной nв плоскости, которые являются, например, функциями текущих значений модуля скорости изменения наклонной дальности L сближения подвижного носителя с ОВ и скорости изменения углов визирования ОВ соответственно в горизонтальной и в вертикальной плоскости, преобразуют полученные сигналы в сигналы управления рулевым приводом подвижного носителя, обеспечивая стабилизацию и самонаведение подвижного носителя на ОВ согласно принимаемому закону самонаведения.Upon reaching the value of the oblique range of proximity of the moving carrier with a target equal to the value of the oblique range of possible location contact with the OB, sequentially probing signals are emitted first of the main wavelength range and then the built-in shorter wavelength range of waves according to the adopted OB search logic. Moreover, the frequency of the shorter wavelength range of the wave exceeds an even number of times the frequency of the main wavelength range, the linear polarization of the main wavelength range is orthogonal to the linear polarization of the main wavelength range, and the sight lines of the integrated and main radiation channels are combined with each other and with the initial alignment of both radiation channels with the construction axes of the movable carrier, moreover, control of the direction of the combined line of sight is fulfilled by the same mirror drive of the base antenna ny range of waves. Then carry out a sector-specific search for OBs in the direction and search for OBs in range. Signals are received that are reflected from the irradiated SAR, which are located within the Sector's search sector in the direction and in the SAR range search range, and based on the main or built-in shorter wavelength range, the detection, selection, and capture of the SAR selected from all the SARs found in the search sector according to the accepted criteria of the choice, for auto-tracking in range and direction, combine information obtained as a result of primary processing of the received high-frequency signals received reflected from the irradiated OB in the main or in-line to the given wave range, the received signals are subjected to secondary (low-frequency) processing. As a result of this, signals are generated along the main or built-in radiation channel, which are proportional to the components of the spatial angular coordinate of the OB and the slant range to the OB in the Oxyz antenna coordinate system. In this case, according to signals proportional to the measured projections of the apparent linear acceleration vector and the projections of the absolute angular velocity vector of the target vector (line) of rotation of the target (s) or / and OB on the corresponding coordinate axes of the base antenna of the coordinate system Ox 0 y 0 z 0 stopped at the start time search for organic matter (or during a given measurement interval), taking into account the linear displacement of the phase center of the antenna (or / and the center of radiation of the probing signals) relative to the center of intersection of the sensitivity axes The projections of the vector of the apparent linear acceleration vector and the projections of the vector of the absolute angular velocity of the rotation of the target (or line of sight) vector and / or OM determine signals proportional to the parameters of the trajectory fluctuations and the deforming (elastic, vibrational, etc.) effects of the mobile carrier body on the spatial position of the phase the center of the antenna relative to the target and / or OB. Moreover, they measure signals proportional to the parameters of the movement of the antenna aperture relative to the observed (sighted) object, i.e. targets and / or OF, which are the parameters of the trajectory signal, in the coordinate system Ox cm y cm z cm, offset from the fixed base antenna of the coordinate system by a certain distance, i.e. relative to the phase center of the antenna. These signals generate a signal proportional to the phase of the support function, which is a function of the module of the target vector of sight or / and OM in the displaced coordinate system Ox cm y cm z cm, i.e. the inclined range to the target and / or the OB, at the time of the beginning of the search for the OB (or a given measurement interval), as well as the rate of its change and acceleration during the search for the OB (or during a given measurement time interval). Then, according to the received signal proportional to the phase of the support function, a signal proportional to the phase correction is determined, which compensates for the received path signals reflected from the irradiated optical path, the path instability of the antenna phase center and the deforming (elastic, vibrational, etc.) effects of the moving carrier body moving along the trajectory. During OB auto-tracking in direction and range, the generated signals are proportional to the current values of the target vector of the target in the Oxyz base antenna coordinate system, namely: components of the spatial angular coordinate of the target and the oblique approach distance of the moving carrier with the target, respectively, with identical OB auto-tracking signals in direction and range, proportional to the current values of the parameters of the OB vector of sight in the base antenna coordinate system Oxyz, optimally adaptive noise-tolerant filtering of the corresponding comparison signals, generating signals proportional to the exact estimates of the corresponding comparison signals obtained as a result of optimal adaptive filtering, with the help of which they compensate (correct) the signals proportional to the current values of the target vector of sighting. After that, according to the signals obtained as a result of compensation (correction), control signals are generated by which the antenna mirror is rotated along the tilt angle and in azimuth relative to the housing of the mobile carrier, register them and then, taking into account the variable electric reduction, convert them, respectively, into the angles of deviation of the line (vector) of sight along the angle of inclination and in azimuth relative to the housing of the mobile carrier to combine it (it) with a direction to the OB, and when auto tracking range, the filtered error signal (errors) is integrated over time and information on the slant range and the speed of approach of the moving carrier with the OB is obtained. At the same time, they generate signals proportional to the rate of change, respectively, of the angles of sight of the OM in and in vertical plane in the system Oξηζ coordinate signals stabilize the movable carrier of oscillations about its center of mass in a horizontal δ g, vertical δ plane and the roll δ k, signals movable carrier homing to OB proportional to accelerations respectively in the horizontal n g and a vertical n in planes that are, for example, functions of the current values of the velocity module changes in the inclined range L of the approach of the mobile carrier with the OB and the rate of change of the angles of sight of the OB, respectively, in the horizontal and in vertical plane, convert the received signals into control signals of the steering drive of the mobile carrier, providing stabilization and homing of the mobile carrier on the OB in accordance with the adopted law of homing.
Сущность предлагаемого изобретения заключается также в том, что бортовая система самонаведения подвижного носителя, реализующая способ, включает параболическое зеркало, многоканальный облучатель с линейной поляризацией основного диапазона волн, двухосный карданов подвес, управляемый чувствительный и исполнительный элемент следящего гиропривода, датчик угла поворота наружной рамки и датчик угла поворота внутренней рамки двухосного карданова подвеса, три однокомпонентных измерителя линейных ускорений, устройство управления направлением и гиростабилизации линии визирования, суммарно-разностный преобразователь (СРП) сверхвысокочастотных (СВЧ) сигналов и волноводно-коммутирующее устройство (ВКУ) основного диапазона волн, двухканальный гироскопический датчик угловой скорости (ДУС), установленный во внутренней рамке двухосного карданова подвеса так, что в заарретированном положении одна из его осей чувствительности совпадает с нулевым направлением вектора (линии) визирования, а другая его ось чувствительности ориентирована, например, вверх вдоль положительного направления оси вращения внутренней рамки, причем кинетический момент ротора гироскопического ДУС совпадает с положительным направлением оси вращения наружной рамки, причем все три однокомпонентных измерителя линейного ускорения установлены во внутренней рамке двухосного карданова подвеса, а ось чувствительности одного из них взаимно ортогональна по отношению к взаимно ортогональным осям чувствительности двух других однокомпонентных измерителей линейного ускорения, при этом ось чувствительности одного из трех однокомпонентных измерителей линейного ускорения совпадает в заарретированном положении с нулевым направлением линии визирования. Расстояние между каждым из шарниров жестких тяг, размещенных на параболическом зеркале, и центром вращения параболического зеркала равно расстоянию между каждым из шарниров, установленных соответственно на наружной рамке и на внутренней рамке двухосного карданова подвеса, и центром вращения этих рамок. Кроме того, система содержит радионавигационный приемоизмеритель, цифровое вычислительно устройство (ЦВУ), а также малое гиперболическое решетчатое зеркало диаметром в несколько раз меньше (например, в четыре раза) по сравнению с основным параболическим зеркалом. Малое гиперболическое решетчатое зеркало жестко связано с помощью неподвижных волноводов с основанием антенного устройства и, следовательно, с корпусом подвижного носителя. Один из фокусов малого гиперболического решетчатого зеркала, являющийся дальним по отношению к основному параболическому зеркалу, совпадает с фокусом параболического зеркала, а в другом фокусе малого гиперболического решетчатого зеркала, который является ближним по отношению к основному параболическому зеркалу, размещен фазовый центр антенны (или/и центр излучения неподвижного многоканального облучателя прямого облучения) основного диапазона волн с линейной поляризацией, совпадающей с направлением проводников решетки малого гиперболического зеркала. В дальнем фокусе малого гиперболического решетчатого зеркала размещен фазовый центр антенны (или/и центр излучения многоканального облучателя прямого облучения) более коротковолнового диапазона волн с линейной поляризацией, ортогональной относительно направления проводников решетки малого гиперболического зеркала. При этом многоканальный облучатель прямого облучения более коротковолнового диапазона волн жестко связан с основанием антенного устройства и, следовательно, с корпусом подвижного носителя с помощью неподвижных волноводов, соединяющихся с дополнительно введенным СРП СВЧ-сигналов более коротковолнового диапазона волн. СРП соединен с дополнительно введенным ВКУ более коротковолнового диапазона волн, управляемым сигналами сканирования. Приемопередатчик выполнен двухдиапазонным для основного и более коротковолнового диапазона волн. Соответствующие входы приемопередатчика с помощью волноводов соединены с выходами ВКУ более коротковолнового диапазона волн, подключенного своими входами также с помощью волноводов к дополнительно введенному СРП СВЧ-сигналов более коротковолнового диапазона волн. При этом выходы трех однокомпонентных измерителей линейного ускорения, выходы датчиков угла поворота соответственно наружной и внутренней рамок двухосного карданова подвеса, выходы двухканального гироскопического ДУС, выходы устройства управления направлением и гиростабилизации линии (вектора) визирования, а также выход видеосигнала двухдиапазонного передатчика соединены с соответствующими входами ЦВУ, а выходы сигналов рассогласования (ошибки) устройств автосопровождения по углу наклона и по азимуту ЦВУ соединены с соответствующими входами устройства управления направлением и гиростабилизации линии (вектора) визирования. Информационный вход ЦВУ соединен информационной линией связи с радионавигационным приемоизмерителем сигналов спутниковой системы навигации. При этом по данной информационной линии связи в ЦВУ поступает информационный массив сигналов коррекции инерциального измерения параметров вектора визирования цели. Другой информационный вход ЦВУ соединен информационной линией связи с внешней аппаратурой подготовки и управления пуском подвижного носителя заявляемой бортовой системы самонаведения. При этом по этой информационной линии связи в ЦВУ поступает массив предстартового начального назначения ОВ и начальной выставки инерциального измерения параметров вектора визирования. По одному из информационных выходов ЦВУ по соответствующей линии связи выдается информационный массив команд и сигналов управления высокочастотной частью предлагаемой бортовой системы самонаведения, а другой информационный выход ЦВУ соединен информационной линией связи с внешней аппаратурой управления рулевым приводом подвижного носителя.The essence of the invention also lies in the fact that the on-board homing system of a movable carrier implementing the method includes a parabolic mirror, a multi-channel irradiator with linear polarization of the main wavelength range, a biaxial cardan suspension, a controlled sensitive and actuating element of a tracking gyro drive, an angle sensor for the rotation of the outer frame and a sensor angle of rotation of the inner frame of the biaxial cardan suspension, three one-component linear acceleration meters, control device gyro-stabilization of the line of sight, a sum-difference converter (SRP) of microwave signals and a waveguide-switching device (VKU) of the main wave range, a two-channel gyroscopic angular velocity sensor (DLS) installed in the inner frame of the biaxial cardan suspension so that in a caged position, one of its sensitivity axes coincides with the zero direction of the vector (line) of sight, and its other sensitivity axis is oriented, for example, upward along the positive the direction of the rotation axis of the inner frame, and the kinetic moment of the rotor of the gyroscopic TLS coincides with the positive direction of the rotation axis of the outer frame, all three one-component linear acceleration meters are installed in the inner frame of the biaxial cardan suspension, and the sensitivity axis of one of them is mutually orthogonal with respect to mutually orthogonal axes sensitivity of two other one-component linear acceleration meters, while the sensitivity axis of one of the three one-component of eriteley linear acceleration zaarretirovannom position coincides with the zero direction of the line of sight. The distance between each of the hinges of rigid rods placed on a parabolic mirror and the center of rotation of the parabolic mirror is equal to the distance between each of the hinges mounted on the outer frame and on the inner frame of the biaxial cardan suspension, and the center of rotation of these frames. In addition, the system contains a radio navigation receiver, digital computing device (CVC), as well as a small hyperbolic trellis mirror with a diameter several times smaller (for example, four times) compared with the main parabolic mirror. A small hyperbolic lattice mirror is rigidly connected with the help of stationary waveguides to the base of the antenna device and, therefore, to the housing of the movable carrier. One of the foci of a small hyperbolic lattice mirror, which is distant with respect to the main parabolic mirror, coincides with the focus of the parabolic mirror, and the other focus of the small hyperbolic lattice mirror, which is proximal to the main parabolic mirror, contains the antenna phase center (or / and radiation center of a stationary multichannel direct-irradiator) of the main wavelength range with linear polarization coinciding with the direction of the conductors of the small hyper array bolic mirror. In the far focus of a small hyperbolic lattice mirror, the antenna phase center (or / and the radiation center of a multi-channel direct irradiator) of a shorter wavelength range with linear polarization orthogonal to the direction of the conductors of the lattice of a small hyperbolic mirror is located. In this case, the multichannel direct-irradiator of the shorter wavelength range is rigidly connected to the base of the antenna device and, therefore, to the housing of the mobile carrier using stationary waveguides connected to the additionally introduced PSA of the microwave signals of the shorter wavelength range. The PSA is connected to the additionally introduced VCS of the shorter wavelength range of the waves, controlled by the scanning signals. The transceiver is made dual-band for the main and shorter wavelengths. The corresponding inputs of the transceiver using waveguides are connected to the VCU outputs of the shorter wavelength range, which is also connected by its inputs with the help of waveguides to the additionally introduced PSA of microwave signals of the shorter wavelength range. The outputs of three one-component linear acceleration meters, the outputs of the angle sensors respectively of the outer and inner frames of the biaxial cardan suspension, the outputs of the two-channel gyroscopic TLS, the outputs of the direction control device and gyro stabilization of the line (vector) of sight, as well as the video signal output of the dual-band transmitter are connected to the corresponding inputs of the CVU , and the outputs of the error signals (errors) of the automatic tracking devices in the angle of inclination and in the azimuth of the CVC are connected to the corresponding their inputs direction control device and gyrostabilization line (vector) of sight. The TsVU information input is connected by a communication information line to a radio navigation receiver of signals from a satellite navigation system. At the same time, an information array of correction signals of inertial measurement of the parameters of the target sighting vector is sent to the CVU via this information communication line. Another information input of the TsVU is connected by an information communication line with external equipment for preparing and controlling the launch of a mobile carrier of the claimed onboard homing system. At the same time, an array of pre-launch initial purpose of the OB and the initial exhibition of inertial measurement of the parameters of the vector of sight are received through the information communication line to the TsVU. An information array of commands and control signals for the high-frequency part of the proposed on-board homing system is issued through one of the information outputs of the CVU via the corresponding communication line, and another information output of the CVU is connected by the communication line with the external equipment for controlling the steering drive of the mobile carrier.
Введение указанных признаков в способ и устройство для его осуществления повышает точность самонаведения подвижного носителя на объект визирования, угловую и линейную разрешающую способность заявляемой бортовой системы самонаведения подвижного носителя, особенно при наведении подвижного носителя на малоразмерные объекты визирования, обладающие малой эффективной поверхностью рассеяния, и при наличии гидрометеоров на трассе движения носителя, а также помехоустойчивость системы и помехозащищенность самонаведения подвижного носителя на ОВ в условиях внешних мешающих воздействий и увеличивает диапазон угла наклона траектории на автономном, например, баллистическом участке траектории движения носителя.The introduction of these features in the method and device for its implementation improves the accuracy of homing of the movable carrier on the object of sight, the angular and linear resolution of the inventive on-board homing system of the movable carrier, especially when pointing the movable carrier on small sized objects of sight having a small effective scattering surface, and in the presence of hydrometeors on the carrier movement path, as well as the noise immunity of the system and the noise immunity of the homing rolling for organic matter under conditions of external disturbing influences and increases the range of the angle of inclination of the trajectory on an autonomous, for example, ballistic section of the path of the carrier.
Использование инерциального измерения параметров вектора визирования в предлагаемой бортовой системе самонаведения подвижного носителя и двухдиапазонности ее антенно-волноводного и приемо-передающего модуля с блоком измерителей инерциального канала совместно с ЦВУ в ее составе обеспечивает требуемую повышенную точность самонаведения, повышенную дальность действия подвижного носителя и помехозащищенность системы в условиях мешающих воздействий. Система обеспечивает автономное самонаведение на цель и/или ОВ.The use of inertial measurement of the parameters of the vector of sight in the proposed on-board homing system of the mobile carrier and the dual-range of its antenna-waveguide and transceiver module with a block of inertial channel meters together with the CVU in its composition provides the required increased accuracy of homing, increased range of the mobile carrier and the noise immunity of the system in conditions of interfering effects. The system provides autonomous homing on the target and / or air defense.
Из уровня техники не выявлено решений, имеющих признаки, совпадающие с отличительными признаками предлагаемых способа и устройства для его осуществления, поэтому можно считать, что предложенные технические решения соответствуют условию изобретательского уровня.From the prior art, no solutions have been identified that have features that match the distinguishing features of the proposed method and device for its implementation, therefore, we can assume that the proposed technical solutions meet the conditions of the inventive step.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлены принятые системы координат, на фиг.2 - положение вектора L визирования ОВ (цели) в базовой антенной системе координат Oxyz, на фиг.3 - взаимное положение базовой антенной системы координат Oxyz и горизонтальной системы координат Оξηζ, на фиг.4 - взаимное положение базовой антенной системы координат Oxyz и связанной системы координат Ox1y1z1, на фиг.5 - взаимное положение системы координат Ox1y1z1 и горизонтальной системы координат Оξηζ, на фиг.6 - структурная схема предлагаемой бортовой системы самонаведения подвижного носителя.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows the adopted coordinate system, figure 2 - the position of the vector L of sight OB (target) in the base antenna coordinate system Oxyz, figure 3 - the relative position of the base antenna coordinate system Oxyz and the horizontal system coordinate Oξηζ, Fig. 4 shows the mutual position of the base antenna coordinate system Oxyz and the associated coordinate system Ox 1 y 1 z 1 , Fig. 5 shows the mutual position of the coordinate system Ox 1 y 1 z 1 and the horizontal coordinate system Oξηζ, Fig. 6 is a structural diagram of the proposed boards oh homing system of a mobile carrier.
Предлагаемый способ формирования сигналов стабилизации и самонаведения подвижного носителя характеризуется тем, что во время предстартовой подготовки подвижного носителя задают и вводят на борт подвижного носителя сигналы, характеризующие начальные координаты цели или/и начальное назначение ОВ, формируют в виде сигналов пакет последовательных информационных слов, содержащий информацию о начальных значениях дальности до цели и скорости сближения подвижного носителя с целью в предстартовом положении подвижного носителя, угле наклона и азимуте в связанной с центром масс подвижного носителя системе координат, рысканья, тангажа и крена подвижного носителя, а также о первой программной дальности для перехода подвижного носителя после старта на более низкую траекторию и о второй программной дальности излучения зондирующих импульсов, контрольное слово и командное слово, затем проверяют сформированный пакет на отсутствие в нем искажений, преобразуют сигналы, характеризующие пакет, в параллельную форму для счисления на борту подвижного носителя после старта текущей дальности сближения подвижного носителя с целью, по полученному значению начальной дальности до цели формируют зону поиска ОВ на этой дальности, по мере изменения взаимного положения подвижного носителя до его старта и цели пакет последовательных информационных слов непрерывно обновляют, после старта подвижного носителя при отсутствии локационного контакта с целью измеряют продольную составляющую вектора линейного ускорения подвижного носителя в связанной системе координат на его борту и выполняют автономное счисление текущей дальности сближения подвижного носителя с целью двойным интегрированием измеренного ускорения при заданных во время предстартовой подготовки подвижного носителя начальных значениях скорости и дальности его сближения с целью, при достижении подвижным носителем заданной при его предстартовой подготовке первой программной дальности осуществляют переход подвижного носителя на более низкую траекторию его перемещения к цели, при достижении подвижным носителем второй программной дальности, заданной также при его предстартовой подготовке, излучают зондирующие сигналы за счет создания антенной системой одновременно попарно четырех диаграмм направленности с частично перекрывающимися лепестками в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и по команде поиска ОВ осуществляют поиск ОВ по дальности и секторный поиск ОВ по направлению, при этом принимают отраженные от облучаемых ОВ сигналы, находящиеся в пределах сформированной зоны поиска ОВ по дальности и в пределах сектора поиска ОВ по направлению, запоминают из всех обнаруженных в секторе поиска ОВ азимут ОВ, выбранного согласно заданным критериям выбора, и фиксируют отклонение выбранного ОВ по дальности от центра сформированной зоны поиска ОВ, а после полного просмотра сектора поиска формируют сигнал разрешения захвата выбранного ОВ на автосопровождение по дальности и по направлению, производят коррекцию значений автономно счисляемых текущей скорости и текущей дальности сближения подвижного носителя с ОВ на величину, пропорциональную отклонению положения ОВ от центра зоны поиска по дальности и по скорости, осуществляют автосопровождение выбранного ОВ по дальности, при этом отраженные от облучаемого ОВ сигналы принимают двумя парами приемных каналов, выполняют суммарно-разностное преобразование принимаемых сигналов, в результате получают суммарный ∑ сигнал и два разностных Δ1 и Δ2 сигнала, которые поочередно с периодом 4·Тп, где Тп - период повторения излучаемых зондирующих сигналов, складывают и вычитают с суммарным ∑ сигналом, формируют суммарно-разностные сигналы (полусуммы и полуразности) т.е. за период 4·Тп формируют сигналы которые детектируют, и затем формируют сигналы, пропорциональные соответственно сигналам рассогласования (ошибкам) автосопровождения по углу наклона (места) и по азимуту, которые являются составляющими пространственной угловой координаты облучаемого ОВ в антенной системе координат. Кроме того, вырабатывают управляющие сигналы, пропорциональные соответственно составляющим вектора угловой скорости поворота линии визирования в направлении ОВ соответственно в вертикальной и в горизонтальной плоскости в горизонтальной системе координат, которые интегрируют, и совмещают линию визирования с ОВ, при этом регистрируют сигналы, пропорциональные отклонениям линии визирования ОВ по углу наклона и по азимуту относительно корпуса подвижного носителя, осуществляют автосопровождение ОВ по направлению. По полученным сигналам, пропорциональным составляющим вектора угловой скорости поворота линии визирования в направлении ОВ в вертикальной и горизонтальной плоскости, сигналам, пропорциональным отклонениям линии визирования ОВ по углу наклона и по азимуту относительно корпуса подвижного носителя, сигналам, пропорциональным текущим значениям дальности сближения подвижного носителя с ОВ и скорости ее изменения, а также сигналам, пропорциональным начальным значениям рысканья (курса), тангажа и крена, формируют сигналы для стабилизации подвижного носителя от его колебаний относительно центра масс и сигналов самонаведения подвижного носителя на ОВ.The proposed method for generating stabilization and homing signals of a mobile carrier is characterized by the fact that during the prelaunch preparation of the mobile carrier, signals characterizing the initial coordinates of the target or / and the initial destination of the OB are set and introduced onto the mobile carrier, form a packet of successive information words containing information in the form of signals about the initial values of the range to the target and the approach speed of the moving carrier with the target in the prelaunch position of the moving carrier, the angle of inclination and azimuth in the coordinate system associated with the center of mass of the mobile carrier, yaw, pitch and roll of the mobile carrier, as well as the first program range for the transition of the mobile carrier after starting to a lower trajectory and the second program range of radiation of the probe pulses, control word and command a word, then check the generated packet for any distortion in it, convert the signals characterizing the packet into a parallel form for reckoning on board the mobile carrier after starting the current yes the proximity of the moving carrier with the target, according to the obtained value of the initial range to the target, form a search zone for OM at this distance, as the relative position of the moving carrier before it starts and the target changes, the packet of sequential information words is continuously updated, after the launch of the moving carrier in the absence of location contact with the target measure the longitudinal component of the linear acceleration vector of the moving medium in a connected coordinate system on its board and perform offline calculation of the current far approach of the moving medium with the aim of double integration of the measured acceleration at the initial values of speed and range of approach given during the prelaunch preparation of the moving medium with the aim, when the moving medium reaches the first program range specified during its prelaunch preparation, the moving medium moves to a lower trajectory of its movement to the goal, when the mobile carrier reaches the second program range, also set during its prelaunch preparation, probing signals are taken into account due to the creation by the antenna system of simultaneously four directional patterns with partially overlapping lobes in two mutually perpendicular planes and, by the search for OB, they search for OBs in range and sector search for OBs in direction, while receiving signals reflected from the irradiated OBs located in within the formed OB search zone in range and within the OB search sector in the direction, the azimuth of the OB selected from the it is clear to the selection criteria, and the deviation of the selected OB in the distance from the center of the formed OB search zone is recorded, and after a complete search of the search sector, a signal is generated to enable the selected OB to be captured along the range and direction, the values of the autonomously calculated current speed and current approach distance are adjusted a mobile carrier with an OB by a value proportional to the deviation of the position of the OB from the center of the search zone in range and speed, auto-tracking of the selected OB a range wherein reflected from the irradiated OB signals are received by two pairs of receiving channels, perform a sum-difference transform the received signals to yield the total Σ signal and two difference Δ 1 and Δ 2 signal that alternately with a period of 4 · T n, where T p - the repetition period of the emitted sounding signals, add and subtract with the total ∑ signal, form the total-difference signals (half-sums and half-differences) those. for a period of 4 · T p form signals which detect, and then generate signals proportional to the mismatch signals (errors) of the auto tracking along the slope (location) and azimuth, which are components of the spatial angular coordinate of the irradiated optical radiation in the antenna coordinate system. In addition, control signals are generated that are proportional, respectively, to the components of the angular velocity vector of the rotation of the line of sight in the direction of the OB, respectively, in the vertical and horizontal plane in the horizontal coordinate system, which integrate and combine the line of sight with the OB, while registering signals proportional to the deviations of the line of sight OB in the angle of inclination and in azimuth relative to the housing of the movable carrier, they automatically conduct OB in the direction. According to the received signals proportional to the components of the vector of the angular velocity of rotation of the line of sight in the direction of the OB in the vertical and horizontal plane, signals proportional to the deviations of the line of sight of the OB in the angle of inclination and in azimuth relative to the housing of the mobile carrier, signals proportional to the current values of the proximity of the moving carrier with the OB and its rate of change, as well as signals proportional to the initial values of yaw (course), pitch and roll, form signals to stabilize odvizhnogo medium from its oscillation relative to the mass center and the mobile carrier homing signals to OM.
При предстартовой подготовке подвижного носителя, кроме задания начальных координат цели или/и начального назначения ОВ, формируют начальные условия выставки инерциального измерения параметров вектора визирования цели или/и ОВ в виде сигналов, характеризующих пакет последовательных информационных слов (информационный массив), содержащий начальные значения проекций вектора линейной скорости предстартового перемещения подвижного носителя на соответствующие координатные оси горизонтальной системы координат Оξηζ с началом в центре масс подвижного носителя, декартовых координат ξ0, η0, ζ0 цели или/и ОВ, географической долготы λ0 и географической широты φ0 подвижного носителя (фиг.1). На борту подвижного носителя заданные начальные условия выставки инерциального измерения параметров вектора визирования цели или/и ОВ преобразуют в сигналы, пропорциональные проекциям вектора линейной скорости предстартового перемещения подвижного носителя на соответствующие координатные оси базовой антенной системы координат Oxyz (фиг.3), в сигналы, пропорциональные углам и визирования цели или/и ОВ соответственно в горизонтальной плоскости и в вертикальной плоскости в системе координат Оξηζ (фиг.3), в сигналы, пропорциональные составляющим и пространственной угловой координаты или/и в базовой антенной системе координат Oxyz (фиг.2), в сигналы, пропорциональные направляющим косинусам где i, j = 1, 2, 3, определяющим начальное взаимное положение базовой антенной системы координат Oxyz и опорной геоцентрической системы координат Оξηζ (фиг.3), в сигналы, пропорциональные составляющим и пространственной угловой координаты или/и в базовой антенной системе координат Oxyz (фиг.2), в сигналы, пропорциональные направляющим косинусам где i, j = 1, 2, 3, определяющим начальное взаимное положение базовой антенной системы координат Oxyz и опорной геоцентрической системы координат Сξ0η0ζ0, связанной одной своей координатной осью Сζ0 с неподвижной целью или/и с ОВ, расположенной, например, на земной поверхности (фиг.1). Данные преобразования выполняются согласно следующему алгоритму:When prelaunching the preparation of a mobile carrier, in addition to setting the initial coordinates of the target or / and the initial destination of the OM, the initial conditions for the inertial measurement of the parameters of the targeting vector of the target and / or OM are formed in the form of signals characterizing a packet of consecutive information words (information array) containing the initial values of the projections of vector the linear velocity of the prelaunch movement of the mobile carrier to the corresponding coordinate axes of the horizontal coordinate system Оξηζ with the origin at the center of mass of the mobile carrier, the Cartesian coordinates ξ 0 , η 0 , ζ 0 of the target or / and OB, the geographical longitude λ 0 and the geographical latitude φ 0 of the mobile carrier ( figure 1). On board the mobile carrier, the specified initial conditions for the inertial measurement of the parameters of the target vector of sight and / or OM are converted into signals proportional to the projections of vector the linear velocity of the prelaunch movement of the mobile carrier to the corresponding coordinate axes of the base antenna coordinate system Oxyz (Fig.3), in signals proportional to the angles and sighting the target and / or OM, respectively, in the horizontal plane and in the vertical plane in the coordinate system Оξηζ (Fig. 3), into signals proportional to the components and spatial angular coordinate or / and in the base antenna coordinate system Oxyz (figure 2), in signals proportional to the direction cosines where i, j = 1, 2, 3, which determines the initial relative position of the base antenna coordinate system Oxyz and the reference geocentric coordinate system Оξηζ (Fig. 3), in signals proportional to the components and spatial angular coordinate or / and in the base antenna coordinate system Oxyz (figure 2), in signals proportional to the direction cosines where i, j = 1, 2, 3, which determines the initial relative position of the base antenna coordinate system Oxyz and the reference geocentric coordinate system Сξ 0 η 0 ζ 0 , connected by one of its coordinate axis Сζ 0 with a fixed target and / or with an OB located for example, on the earth's surface (figure 1). These transformations are performed according to the following algorithm:
гдеWhere
ξ0=ξmax - начальное значение горизонтальной декартовой координаты цели или/и ОВ, т.е. горизонтальная дальность D0 пуска подвижного носителя;ξ 0 = ξ max is the initial value of the horizontal Cartesian coordinate of the target or / and OM, i.e. horizontal range D 0 start mobile carrier;
гдеWhere
ζ0 - начальное значение боковой декартовой координаты цели или/и ОВ в горизонтальной плоскости;ζ 0 is the initial value of the lateral Cartesian coordinate of the target or / and OM in the horizontal plane;
гдеWhere
r0 - начальное значение модуля радиуса-вектора центра масс подвижного носителя, определяющего его положение относительно центра Земли;r 0 is the initial value of the modulus of the radius vector the center of mass of the mobile carrier, determining its position relative to the center of the Earth;
Н0=η0 - высота пуска подвижного носителя;H 0 = η 0 is the launch height of the movable carrier;
R=Rз - радиус земного сфероида в месте нахождения цели или/и ОВ;R = R s - the radius of the terrestrial spheroid at the location of the target or / and OM;
гдеWhere
L0 - начальное значение наклонной дальности до цели или/и ОВ, задаваемое предстартовым начальным назначением;L 0 - the initial value of the slant range to the target or / and the OB, specified by the prelaunch initial purpose;
гдеWhere
j, k = 1, 2, 3;j, k = 1, 2, 3;
гдеWhere
i - значение приращения (инкремент).i is the increment value (increment).
В момент времени старта подвижного носителя обновление начальной информации прекращается, одновременно измеряют сигналы, пропорциональные проекциям nзх, nзy, nзz вектора кажущегося линейного ускорения движения и проекциям ωзх, ωзy, ωзz вектора абсолютной угловой скорости поворота зеркала антенны на соответствующие координатные оси системы координат Охзyзzз, связанной с зеркалом антенны, где ось Охз - оптическая ось зеркала. По этим измеренным сигналам, принимая во внимание функциональную зависимость (переменную электрическую редукцию) между углами поворота подвижного зеркала и углами поворота линии визирования (диаграммы направленности (луча) антенны) при вращении зеркала в двух взаимно перпендикулярных плоскостях относительно неподвижного облучателя, определяют сигналы, пропорциональные проекциям nх, nу, nz вектора кажущегося линейного ускорения движения и проекциям ωx, ωy, ωz вектора абсолютной угловой скорости поворота вектора визирования цели на соответствующие координатные оси базовой антенной системы координат Oxyz, с учетом следующих соотношений:At the time of the start of the mobile carrier, the update of the initial information is stopped; signals proportional to the projections n sx , n sy , n sz of the vector apparent linear acceleration of motion and projections ω zx , ω zy , ω zz of the vector absolute angular velocity of the mirror of the antenna to the respective coordinate axes of the coordinate system Ox z z z y z associated with a mirror antenna, where the axis of Ox - mirror optical axis. From these measured signals, taking into account the functional dependence (variable electric reduction) between the angles of rotation of the movable mirror and the angles of rotation of the line of sight (radiation pattern (beam) of the antenna) when the mirror rotates in two mutually perpendicular planes relative to the stationary irradiator, signals proportional to the projections n x , n y , n z vectors apparent linear acceleration of motion and projections ω x , ω y , ω z of the vector the absolute angular velocity of the rotation of the targeting vector to the corresponding coordinate axes of the base antenna coordinate system Oxyz, taking into account the following relationships:
гдеWhere
εН, εА - углы поворота вектора визирования цели соответственно по углу наклона и по азимуту;ε H , ε A are the angles of rotation of the target vector of the target, respectively, in the angle of inclination and in azimuth;
, - углы поворота зеркала антенны соответственно по углу наклона и по азимуту. , - the angles of rotation of the antenna mirror, respectively, in the angle of inclination and in azimuth.
По полученным сигналам при заданных начальной информации назначения цели или/и ОВ и начальных условий выставки инерциального измерения параметров вектора визирования формируют сигналы, пропорциональные текущим значениям параметров вектора визирования цели, а именно: проекций Vx, Vy, Vz вектора абсолютной линейной скорости сближения подвижного носителя с целью на соответствующие координатные оси базовой антенной системы координат Oxyz, наклонной дальности L сближения подвижного носителя с целью, составляющих е1 и е2 пространственной угловой координаты цели в базовой антенной системе координат Oxyz, направляющих косинусов βjk, где j, k = 1, 2, 3, взаимного углового положения базовой антенной системы координат Oxyz и опорной геоцентрической системы координат Сξ0η0ζ0 (фиг.1), разрешая следующий алгоритм работы инерциального измерения параметров вектора визирования цели, приводимый в векторной форме:Based on the received signals, given the initial information of the purpose of the target or / and the target and the initial conditions of the exhibition of inertial measurement of the parameters of the vector of sight, signals proportional to the current values of the vector sight of the target, namely: projections V x , V y , V z of the vector the absolute linear approach speed of the moving carrier with the target to the corresponding coordinate axes of the base antenna coordinate system Oxyz, the inclined range L of the approach of the moving carrier with a target of e 1 and e 2 of the spatial angular coordinate targets in the base antenna coordinate system Oxyz, the guiding cosines β jk , where j, k = 1, 2, 3, of the relative angular position of the base antenna coordinate system Oxyz and the reference geocentric coordinate system Сξ 0 η 0 ζ 0 (Fig. 1), allowing the following algorithm of inertial measurement of the parameters of the targeting vector, given in vector form:
гдеWhere
При отсутствии локационного контакта с ОВ преобразуют полученные сигналы, пропорциональные соответствующим текущим значениям параметров вектора визирования цели, в управляющие сигналы, по которым осуществляют поворот зеркала антенны по углу наклона и по азимуту относительно корпуса подвижного носителя, которые и преобразуют с учетом переменной электрической редукции в сигналы, пропорциональные углам поворота вектора (линии) визирования по углу наклона (места) и по азимуту относительно корпуса подвижного носителя до совмещения его направления с направлением на цель, и совмещают метку (подвижный строб) дальности с целью. При этом формируют сигналы, пропорциональные скорости изменения углов визирования цели в горизонтальной и в вертикальной плоскости в системе координат Оξηζ (фиг.3), а также сигналы, пропорциональные скорости изменения угла наклона и азимута (скорости изменения пеленгов цели) в связанной системе координат Ox1y1z1 (фиг.4). Одновременно преобразуют сигналы, пропорциональные проекциям ωx, ωy, ωz вектора абсолютной угловой скорости поворота базовой антенной системы координат Oxyz, в сигналы, пропорциональные его проекциям на соответствующие координатные оси связанной системы координат Ox1y1z1.In the absence of location contact with the OB, the received signals are converted, proportional to the corresponding current values of the target vector parameters, into control signals, according to which the antenna mirror is rotated along the tilt angle and in azimuth relative to the housing of the mobile carrier, which are converted, taking into account the variable electric reduction, into signals proportional to the angles of rotation of the vector (line) of sight according to the angle of inclination (location) and azimuth relative to the housing of the mobile carrier to combine its direction with the direction to the target, and combine the mark ( movable strobe) range with a target. In this case, signals are generated proportional to the rate of change of the target’s viewing angles in horizontal and in vertical the plane in the coordinate system Оξηζ (Fig. 3), as well as signals proportional to the rate of change of the angle of inclination and azimuth (rate of change of bearings of the target) in the associated coordinate system Ox 1 y 1 z 1 (figure 4). At the same time, signals are proportional to the projections ω x , ω y , ω z of the vector absolute angular velocity of rotation of the base antenna coordinate system Oxyz, into signals proportional to its projections to the corresponding coordinate axes of the associated coordinate system Ox 1 y 1 z 1 .
Затем определяют сигналы, пропорциональные скорости изменения соответственно рыскания , тангажа , крена подвижного носителя согласно алгоритму, приводимому в обобщенном виде:Then, signals proportional to the rate of change, respectively, of yaw, are determined pitch roll mobile carrier according to the algorithm presented in a generalized form:
Интегрируя полученные сигналы при начальных значениях ψ0, ϑ0, γ0, заданных при предстартовой подготовке подвижного носителя, формируют сигналы, пропорциональные соответственно текущим значениям рыскания ψ, тангажа ϑ и крена γ. При этом определяют сигналы, пропорциональные проекциям вектора углового ускорения подвижного носителя на соответствующие координатные оси связанной системы координат Ox1y1z1. Наконец, по полученным сигналам формируют сигналы стабилизации подвижного носителя от его колебаний относительно своего центра масс в горизонтальной плоскости δг, в вертикальной плоскости δв и по крену δк, а также сигналы самонаведения подвижного носителя на цель, пропорциональные перегрузкам nв и nг, которые являются функциями, например, текущих значений сформированных углов положения подвижного носителя в вертикальной плоскости и в горизонтальной плоскости, функциями текущих значений модуля наклонной скорости сближения подвижного носителя с целью и составляющих и вектора угловой скорости поворота вектора (линии) визирования цели соответственно в вертикальной и в горизонтальной плоскости в системе координат Оξηζ. Полученную информацию преобразуют в управляющие сигналы, которые поступают в виде информационного массива стабилизации и управления по информационной линии связи во внешнюю аппаратуру управления рулевым приводом подвижного носителя.Integrating the obtained signals at the initial values ψ 0 , ϑ 0 , γ 0 specified during the prelaunch preparation of the mobile carrier, they generate signals proportional to the current values of yaw ψ, pitch ϑ and roll γ, respectively. In this case, signals proportional to the projections are determined of vector angular acceleration of the moving carrier to the corresponding coordinate axes of the associated coordinate system Ox 1 y 1 z 1 . Finally, the received signals form the signals of stabilization of the mobile carrier from its oscillations relative to its center of mass in the horizontal plane δ g , in the vertical plane δ c and roll δ k , as well as homing signals of the mobile carrier to the target, proportional to the overloads n in and n g , which are functions, for example, of the current values of the formed angles of the position of the moving medium in the vertical plane and in the horizontal plane, functions of the current values of the module the inclined approach speed of the moving carrier with the purpose and components and of vector the angular velocity of rotation of the target vector (line) of sight of the target, respectively, in the vertical and horizontal plane in the coordinate system Оξηζ. The obtained information is converted into control signals, which are received in the form of an information array of stabilization and control via an information line of communication to external equipment for controlling the steering drive of a mobile carrier.
При достижении значения наклонной дальности сближения подвижного носителя с целью, равной величине наклонной дальности возможного локационного контакта с ОВ, излучают последовательно сначала зондирующие сигналы основного диапазона волн и затем встроенного более коротковолнового диапазона волн согласно принятой логике поиска ОВ. При этом частота более коротковолнового диапазона волн превышает в четное число раз частоту основного диапазона волн, линейная поляризация основного диапазона волн ортогональна по отношению к линейной поляризации основного диапазона волн, а линии визирования встроенного и основного каналов излучения совмещают между собой и с начальной юстировкой обоих каналов излучения со строительными осями подвижного носителя, причем управление направлением совмещенной линии визирования отрабатывают одним и тем же приводом зеркала антенны основного диапазона волн. Затем осуществляют секторный поиск ОВ по направлению и поиск ОВ по дальности. Принимают отраженные от облучаемых ОВ сигналы, находящиеся в пределах сектора поиска ОВ по направлению и в зоне поиска ОВ по дальности, производят по основному или по встроенному более коротковолновому диапазону обнаружение, выбор и захват ОВ, выбранного из всех обнаруженных в секторе поиска ОВ согласно принятым критериям выбора, на автосопровождение по дальности и по направлению, совмещают информацию, полученную в результате первичной обработки принимаемых отраженных от облучаемого ОВ высокочастотных сигналов по основному или встроенному диапазону волн, подвергают полученные сигналы вторичной (низкочастотной) обработке. В результате этого формируют сигналы рассогласования (ошибки) и автосопровождения соответственно по углу наклона и по азимуту по основному или по встроенному каналу излучения, которые пропорциональны составляющим e1 и е2 пространственной угловой координаты облучаемого ОВ, и сигнал, пропорциональный наклонной дальности L до ОВ, в антенной системе координат Oxyz (фиг.2). При этом по сигналам, пропорциональным измеренным значениям проекций nx, ny, nz вектора кажущегося линейного ускорения движения и проекций ωx, ωy, ωz вектора абсолютной угловой скорости поворота вектора (линии) визирования цели на соответствующие координатные оси базовой антенной системы координат Ox0y0z0, фиксированной в момент времени начала поиска ОВ на заданный интервал времени разрешения, с учетом вектора с линейного смещения фазового центра антенны (или/и центра излучения зондирующих сигналов) относительно центра пересечения осей чувствительности измерения проекций nx, ny, nz вектора кажущегося линейного ускорения и проекций ωx, ωy, ωz вектора абсолютной угловой скорости поворота вектора визирования цели, определяют сигналы, пропорциональные параметрам траекторных флюктуации и деформирующих (упругих, вибрационных и т.п.) воздействий корпуса подвижного носителя на пространственное положение фазового центра антенны (или/и центра излучения зондирующих сигналов) относительно цели или/и ОВ. Причем измеряют сигналы, пропорциональные параметрам движения апертуры антенны относительно наблюдаемого (визируемого) объекта, т.е. цели или/и ОВ, которые являются параметрами траекторного сигнала в системе координат Oxсмyсмzсм, смещенной относительно фиксированной базовой антенной системы координат Ox0y0z0 на некоторое расстояние, т.е. относительно фазового центра антенны. Указанные параметры определяют путем решения алгоритма работы инерциального измерения параметров вектора визирования цели или/и ОВ, позволяющего по сигналам, пропорциональным значениям проекций nx, ny, nz и значениям проекций ωx, ωy, ωz определять относительно плоскости апертуры антенны параметры вектора визирования цели или/и ОВ, согласованные с параметрами траекторного сигнала, т.е. путем решения следующего алгоритма, приводимого в векторной форме:When the value of the oblique range of proximity of the moving carrier with a target equal to the oblique range of a possible location contact with the OB is reached, the probing signals of the main wave range and then the built-in shorter wavelength range of the waves are sequentially emitted according to the adopted search logic of the OB. Moreover, the frequency of the shorter wavelength range of the wave exceeds an even number of times the frequency of the main wavelength range, the linear polarization of the main wavelength range is orthogonal to the linear polarization of the main wavelength range, and the sight lines of the integrated and main radiation channels are combined with each other and with the initial alignment of both radiation channels with the construction axes of the movable carrier, moreover, control of the direction of the combined line of sight is fulfilled by the same mirror drive of the base antenna ny range of waves. Then carry out a sector-specific search for OBs in the direction and search for OBs in range. Signals are received that are reflected from the irradiated SAR, which are located within the Sector's search sector in the direction and in the SAR range search range, and based on the main or built-in shorter wavelength range, the detection, selection, and capture of the SAR selected from all the SARs found in the search sector according to the accepted criteria of the choice, for auto-tracking in range and direction, combine information obtained as a result of primary processing of the received high-frequency signals received reflected from the irradiated OB in the main or in-line to the given wave range, the received signals are subjected to secondary (low-frequency) processing. As a result of this, mismatch signals (errors) are generated. and auto tracking, respectively, in the angle of inclination and in azimuth along the main or built-in radiation channel, which are proportional to the components e 1 and e 2 of the spatial angular coordinate irradiated S, and a signal proportional to the slant range L to S, in the Oxyz antenna coordinate system (figure 2). Moreover, according to signals proportional to the measured values of the projections n x , n y , n z of the vector apparent linear acceleration of motion and projections ω x , ω y , ω z of the vector the absolute angular velocity of rotation of the target line of sight vector (line) to the corresponding coordinate axes of the base antenna coordinate system Ox 0 y 0 z 0 , fixed at the time of the beginning of the search for the OB for a given resolution time interval, taking into account the vector from the linear displacement of the antenna phase center (or / and the center of radiation of the probing signals) relative to the center of intersection of the axes of sensitivity of the measurement of projections n x , n y , n z of the vector apparent linear acceleration and projections ω x , ω y , ω z of the vector the absolute angular velocity of rotation of the targeting vector, signals are determined that are proportional to the parameters of the trajectory fluctuations and deforming (elastic, vibrational, etc.) effects of the housing of the mobile carrier on the spatial position of the phase center of the antenna (or / and the radiation center of the probe signals) relative to the target or / and OB. Moreover, they measure signals proportional to the parameters of the movement of the antenna aperture relative to the observed (sighted) object, i.e. targets and / or OM, which are the parameters of the trajectory signal in the coordinate system Ox cm y cm z cm offset from the fixed base antenna of the coordinate system Ox 0 y 0 z 0 by a certain distance, i.e. relative to the phase center of the antenna. These parameters are determined by solving the algorithm of inertial measurement of the parameters of the target vector of sight or / and OM, allowing signals to be determined proportionally to the projections n x , n y , n z and projection values ω x , ω y , ω z relative to the antenna aperture plane targeting vectors of target or / and OM consistent with the parameters of the trajectory signal, i.e. by solving the following algorithm, given in vector form:
гдеWhere
k1, k2 - коэффициенты демпфирования и изменения собственной частоты ошибок определения параметров движения фазового центра антенны, причем при индикации помех коэффициенты k1 и k2 обнуляются;k 1 , k 2 —damping coefficients and changes in the eigenfrequency of errors in determining the motion parameters of the antenna phase center, and when indicating interference, the coefficients k 1 and k 2 are reset;
- вектор линейной скорости движения фазового центра антенны относительно цели; - vector of linear velocity of the phase center of the antenna relative to the target;
- вектор визирования наблюдаемого объекта; - vector of sight of the observed object;
- орт вектора ; - vector unit vector ;
- вектор относительной линейной скорости подвижного носителя и, следовательно, фазового центра антенны, измеренный дальномерным каналом устройства автосопровождения по дальности и характеризующий линейную скорость движения подвижного носителя относительно цели или/и ОВ. is the vector of the relative linear velocity of the moving carrier and, therefore, the phase center of the antenna, measured by the rangefinder channel of the auto-tracking device in range and characterizing the linear speed of the moving carrier relative to the target and / or OB.
Коррекция в приведенном алгоритме по сигналу, пропорциональному составляющим вектора , необходима для уменьшения влияния на точность определения параметров движения фазового центра антенны инструментальных погрешностей однокомпонентных измерителей линейного ускорения и измерителей угловой скорости, а также ошибок задания параметров начальной выставки инерциального измерения параметров вектора визирования и методических ошибок, связанных, в частности, с неучетом рельефа земной поверхности. При этом вектор смещения определяют согласно алгоритму:Correction in the above algorithm for a signal proportional to the components of the vector , is necessary to reduce the influence on the accuracy of determining the motion parameters of the antenna phase center of the instrumental errors of single-component linear acceleration meters and angular velocity meters, as well as errors in setting the parameters of the initial exhibition of inertial measurements of the parameters of the vector of sight and methodological errors related, in particular, to neglecting the relief of the earth’s surface . In this case, the vector the displacements are determined according to the algorithm:
гдеWhere
- радиус-вектор фазового центра антенны в системе координат осей чувствительности измерения проекций nx, ny, nz вектора кажущегося линейного ускорения и проекций ωx, ωy, ωz вектора абсолютной угловой скорости поворота вектора (линии) визирования цели или/и ОВ. is the radius vector of the phase center of the antenna in the coordinate system of the axes of sensitivity of the projection measurement n x , n y , n z of the vector apparent linear acceleration and projections ω x , ω y , ω z of the vector the absolute angular velocity of the rotation of the vector (line) of sight of the target or / and OM.
Приведенный алгоритм в векторной форме представляет собой замкнутую систему векторных дифференциальных уравнений в базовой антенной системе координат Ox0y0z0, фиксированной, например, в течение поиска ОВ на заданный интервал времени разрешения при начальных значениях параметров , , , которые вводят в алгоритм в момент времени t0 начала поиска ОВ (или начала заданного интервала времени разрешения), определяют необходимые для формирования сигнала, пропорционального фазе опорной функции, сигналы, пропорциональные значениям радиальной скорости и радиального ускорения , согласно алгоритму:The presented algorithm in vector form is a closed-loop system of vector differential equations in the base antenna coordinate system Ox 0 y 0 z 0 , fixed, for example, during the search for an OB for a given resolution time interval at initial parameter values , , which are introduced into the algorithm at time t 0 of the beginning of the search for the organic matter (or the beginning of a given interval of the resolution time), the signals proportional to the radial velocity values necessary for generating a signal proportional to the phase of the support function are determined and radial acceleration according to the algorithm:
Далее формируют сигнал, пропорциональный фазе опорной функции по алгоритму:Next, they form a signal proportional to the phase of the support function according to the algorithm:
гдеWhere
λ - длина волны излучаемых зондирующих сигналов;λ is the wavelength of the emitted sounding signals;
t - время поиска ОВ (или время разрешения).t - time of search for organic matter (or time of resolution).
И, наконец, формируют сигнал, пропорциональный фазовой поправке Δφ, компенсирующей траекторные нестабильности фазового центра антенны в принимаемых сигналах, отраженных от облучаемой земной поверхности в месте, где задана цель, или/и в отраженных от облучаемого ОВ, согласно алгоритму:And, finally, they form a signal proportional to the phase correction Δφ, which compensates for the trajectory instabilities of the antenna phase center in the received signals reflected from the irradiated earth's surface at the place where the target is set, and / or reflected from the irradiated S, according to the algorithm:
Фазовый центр антенны (или/и центр излучения зондирующих сигналов) занимает неподвижное положение, когда подвижный носитель находится в статическом состоянии. Во время движения подвижного носителя под воздействием упругих, вибрационных и т.п. колебаний корпуса подвижного носителя фазовый центр антенны совершает ложные колебательные движения, математически определяемые относительно его статического положения вектором смещения , который остается постоянным в базовой антенной системе координат Oxyz. При этом указанные деформирующие (упругие, вибрационные и т.п.) воздействия физически проявляются в виде составляющих погрешностей однокомпонентных измерителей линейного ускорения и измерителей проекций вектора абсолютной угловой скорости, что позволяет решать задачу их коррекции (компенсации) путем реализации алгоритмов комплексирования информации инерциального измерения параметров вектора визирования цели или/и ОВ и информации радиолокационного автосопровождения ОВ по направлению и по дальности. Амплитудные искажения принимаемых сигналов, отраженных от ОВ, компенсируют путем гиростабилизации вектора (линии) визирования цели или/и ОВ.The phase center of the antenna (or / and the center of radiation of the probing signals) is stationary when the mobile carrier is in a static state. During the movement of the movable carrier under the influence of elastic, vibration, etc. oscillations of the housing of the mobile carrier, the phase center of the antenna makes false oscillatory motions, mathematically determined relative to its static position by the displacement vector which remains constant in the Oxyz base antenna coordinate system. At the same time, these deforming (elastic, vibrational, etc.) effects are physically manifested in the form of error components of single-component linear acceleration meters and projection meters of the absolute angular velocity vector, which allows us to solve the problem of their correction (compensation) by implementing algorithms for integrating inertial parameter measurement information vector of sight of the target and / or OB and information of the radar auto tracking OB in the direction and range. The amplitude distortions of the received signals reflected from the optical radiation are compensated by gyro stabilization of the target vector (line) of the target or / and optical radiation.
При автосопровождении ОВ по направлению и по дальности сравнивают сформированные сигналы, пропорциональные текущим значениям параметров вектора визирования цели в базовой антенной системе координат Oxyz, а именно: составляющих e1 и е2 пространственной угловой координаты цели или/и ОВ и наклонной дальности Lц (или приращение дальности ΔLц) сближения подвижного носителя с целью или/и с ОВ, соответственно с идентичными сигналами автосопровождения ОВ по направлению и по дальности, пропорциональными текущим значениям параметров вектора визирования ОВ в базовой антенной системе координат Oxyz, а именно: составляющим е1 и е2 пространственной угловой координаты ОВ и наклонной дальности LОВ (или приращения дальности ΔLОВ) сближения подвижного носителя с ОВ, осуществляют оптимальную адаптивную помехоустойчивую фильтрацию соответствующих сигналов сравнения, формируя сигналы, пропорциональные соответственно текущим значениям параметров вектора визирования цели. По сигналам, полученным в результате компенсации (коррекции), формируют управляющие сигналы, по которым производят поворот зеркала антенны по углу наклона и по азимуту относительно корпуса подвижного носителя, регистрируют их и преобразуют с учетом переменной электрической редукции в сигналы, пропорциональные углам поворота вектора (линии) визирования по углу наклона εН и по азимуту εА относительно корпуса подвижного носителя до совмещения его направления с направлением на ОВ, а при автосопровождении по дальности отфильтрованный сигнал рассогласования (ошибки) интегрируют во времени и получают информацию о наклонной дальности и скорости сближения подвижного носителя с ОВ. Одновременно формируют сигналы, пропорциональные скорости изменения соответственно углов визирования ОВ в горизонтальной и в вертикальной плоскости в системе координат Оξηζ, сигналы стабилизации подвижного носителя от его колебаний относительно своего центра масс в горизонтальной плоскости δг, в вертикальной плоскости δв и по крену δк, а также сигналы самонаведения подвижного носителя на ОВ, пропорциональные перегрузкам соответственно в горизонтальной nг и в вертикальной nв плоскости, которые являются функциями, например, текущих значений модуля скорости изменения наклонной дальности сближения подвижного носителя с ОВ соответственно и скорости изменения углов визирования ОВ в горизонтальной и вертикальной плоскости. Преобразуют полученные сигналы в сигналы управления рулевым приводом подвижного носителя, обеспечивая стабилизацию и самонаведение подвижного носителя на ОВ согласно принятому закону самонаведения.During OB auto-tracking in direction and range, the generated signals are proportional to the current values of the target vector of the target in the Oxyz base antenna coordinate system, namely: components of the spatial angular coordinate e 1 and e 2 target and / or OB and inclined range L c (or range increment ΔL c ) of approaching the moving carrier with the target and / or OB, respectively, with identical OB auto-tracking signals in direction and range, proportional to the current values of the OB sight vector parameters in the base antenna Oxyz coordinate system, namely: components of e 1 and e 2 of the spatial angular coordinate OB and oblique range L OB (or range increment ΔL OB ) of the approach of the mobile carrier with the OB, carry out optimal adaptive noise-resistant filtering of the corresponding comparison signals, generating signals proportional to the current values of the target vector of the target, respectively. Based on the signals obtained as a result of compensation (correction), control signals are generated, by which the antenna mirror is rotated along the tilt angle and in azimuth relative to the housing of the mobile carrier, register them and convert them taking into account the variable electrical reduction into signals proportional to the angles of rotation of the vector (line) of sight along the angle of inclination ε Н and azimuth ε A relative to the housing of the mobile carrier until its direction coincides with the direction to OB, and when auto tracking along the range, the filtered error signal (errors) is integrated in time and information is obtained on the slant range and the speed of approach of the moving carrier with the OB. At the same time, they generate signals proportional to the rate of change, respectively, of the angles of sight of the OM in and in vertical plane in the coordinate system Оξηζ, stabilization signals of the mobile carrier from its oscillations relative to its center of mass in the horizontal plane δ g , in the vertical plane δ in and along the roll δ k , as well as homing signals of the mobile carrier on the OB, proportional to overloads, respectively, in horizontal n g and in vertical n in the plane, which are functions of, for example, the current values of the velocity modulus changes in the oblique range of approach of the mobile carrier with the OB, respectively, and the rate of change of the angles of sight of the OB in the horizontal and vertical the plane. The received signals are converted into control signals for the steering drive of the mobile carrier, providing stabilization and homing of the mobile carrier to the OB according to the adopted homing law.
Предлагаемая бортовая система самонаведения подвижного носителя (фиг.6) содержит параболическое зеркало 1, которое имеет возможность вращения относительно центра излучения неподвижного многоканального облучателя 2 с линейной поляризацией, жестко установленного на корпусе подвижного носителя. Параболическое зеркало 1 с помощью шарнирно закрепленных жестких тяг соединено с внутренней рамкой и с наружной рамкой двухосного карданова подвеса, причем во внутренней рамке установлен чувствительный и исполнительный элемент 3 следящего гиропривода параболического зеркала 1, в качестве которого применен трехстепенной двухканальный гироскоп. Кроме того, предлагаемая система содержит датчик угла поворота 4 наружной рамки двухосного карданова подвеса, установленный на корпусе подвижного носителя и механически связанный с ее осью 5 вращения, и датчик угла поворота 6 внутренней рамки двухосного карданова подвеса, установленный на наружной рамке и механически связанный с осью вращения 7 внутренней рамки. В систему также входят однокомпонентные измерители линейного ускорения 8, 9 и 10. Предлагаемая система включает в свой состав устройство 11 управления направлением и гиростабилизации линии визирования, механически связанное соответственно с осями 5 и 7 вращения наружной и внутренней рамок двухосного карданова подвеса, входы которого соединены соответственно с выходами датчиков углов прецессии управляемого трехстепенного двухканального гироскопа 3, два входа управления которого соединены выходами устройства 11 управления направлением и гиростабилизации линии визирования.The proposed on-board homing system of the movable carrier (Fig.6) contains a parabolic mirror 1, which has the ability to rotate relative to the center of radiation of a stationary
Предлагаемая бортовая система самонаведения содержит соединенный с многоканальным облучателем 2 СРП 12 СВЧ-сигналов, выходы которого через ВКУ 13 соединены с приемопередатчиком 14, причем на входы управления ВКУ 13 поступают сигналы сканирования. На выходе приемопередатчика 14 формируется видеосигнал (ВС).The proposed on-board homing system contains connected to a
С выходов датчиков углов поворота 4 и 6 наружной и внутренней рамки двухосного карданова подвеса выдаются управляющие сигналы пеленгов ОВ соответственно по углу наклона εН и по азимуту εА для формирования принятого закона самонаведения подвижного носителя на ОВ.From the outputs of the
В предлагаемой системе дополнительно введен двухканальный гироскопический датчик угловой скорости (ДУС) 15, установленный во внутренней рамке двухосного карданова подвеса параболического зеркала 1 так, что в заарретированном положении одна из его осей чувствительности совпадает с нулевым направлением вектора (линии) визирования, а другая его ось чувствительности ориентирована, например, вверх вдоль положительного направления оси вращения 7 внутренней рамки двухосного карданова подвеса параболического зеркала 1. При этом кинетический момент ротора гироскопического ДУС 15 совпадает с положительным направлением оси вращения 5 наружной рамки двухосного карданова подвеса.In the proposed system, a two-channel gyroscopic angular velocity sensor (DLS) 15 is additionally installed, which is installed in the inner frame of the biaxial cardan suspension of a parabolic mirror 1 so that in the locked position, one of its sensitivity axes coincides with the zero direction of the vector (line) of sight and the other axis sensitivity is oriented, for example, upward along the positive direction of the axis of
Все три однокомпонентных измерителя 8, 9, 10 линейного ускорения установлены во внутренней рамке двухосного карданова подвеса параболического зеркала 1, а ось чувствительности одного из них взаимно ортогональна по отношению к взаимно ортогональным осям чувствительности двух других однокомпонентных измерителей линейного ускорения. Ось чувствительности одного из трех однокомпонентных измерителей линейного ускорения совпадает в заарретированном положении с нулевым направлением линии визирования. При этом гироскоп 3, гироскопический ДУС 15 и три измерителя линейного ускорения 8, 9, 10 образуют блок измерения инерциального канала предлагаемой системы (фиг.6). Расстояние между каждым из шарниров жестких тяг, размещенных на параболическом зеркале 1, и центром вращения параболического зеркала равно расстоянию между каждым из шарниров, установленных соответственно на наружной рамке и на внутренней рамке двухосного карданова подвеса параболического зеркала 1, и центром вращения этих рамок. Кроме того, предлагаемая система дополнительно содержит радионавигационный приемоизмеритель 16, цифровое вычислительное устройство (ЦВУ) 17, а также малое гиперболическое решетчатое зеркало 18 диаметром в несколько раз меньше по сравнению с основным параболическим зеркалом 1, жестко связанное с помощью неподвижных волноводов с корпусом подвижного носителя предлагаемой системы. Один из фокусов F1 малого гиперболического решетчатого зеркала 18, являющийся дальним по отношению к основному параболическому зеркалу 1, совпадает с фокусом параболического зеркала 1, а в другом фокусе F2 малого гиперболического решетчатого зеркала 18, который является ближним по отношению к основному параболическому зеркалу 1, размещен фазовый центр антенны или/и центр излучения неподвижного многоканального облучателя 2 прямого облучения основного диапазона волн с линейной поляризацией, совпадающей с направлением проводников решетки малого гиперболического зеркала 18. В дальнем фокусе F1 малого гиперболического решетчатого зеркала 18 установлен центр излучения многоканального облучателя 19 прямого облучения более коротковолнового диапазона волн с линейной поляризацией, ортогональной относительно направления проводников решетки малого гиперболического зеркала 18, который жестко связан с корпусом подвижного носителя с помощью неподвижных волноводов, соединяющихся с дополнительно введенным в предлагаемую систему СРП 20 СВЧ-сигналов более коротковолнового диапазона волн. СРП 20 соединен с дополнительно введенным ВКУ 21 более коротковолнового диапазона волн, управляемым сигналами сканирования. При этом приемопередатчик 14 выполнен двухдиапазонным для основного и более коротковолнового диапазона волн. Соответствующие высокочастотные входы приемопередатчика 14 с помощью волноводов соединены с дополнительно введенным ВКУ 21 более коротковолнового диапазона волн, подключенного своими входами также с помощью волноводов к дополнительно введенному СРП 20 СВЧ-сигналов более коротковолнового диапазона волн. Параболическое зеркало 1 и гиперболическое зеркало 18 вместе с облучателями 2 и 19, а также СРП 12 и 20, ВКУ 13 и 21, приемопередатчик 14 образуют антенно-волноводный приемопередающий модуль предлагаемой бортовой системы самонаведения подвижного носителя. В предлагаемой бортовой системе самонаведения выходы трех однокомпонентных измерителей линейного ускорения 8, 9, 10, выходы датчиков угла поворота 4 и 6 соответственно наружной и внутренней рамок двухосного карданова подвеса, выходы двухканального гироскопического ДУС 15, выходы устройства 11 управления направлением и гиростабилизации линии (вектора) визирования, а также выход ВС двухдиапазонного приемопередатчика 14 соединены с соответствующими входами ЦВУ 17, а выходы сигналов рассогласования (ошибки) систем автосопровождения по углу наклона и по азимуту ЦВУ 17 соединены с соответствующими входами устройства 11 управления направлением и гиростабилизации линии (вектора) визирования.All three single-component
Информационный вход ЦВУ 17 соединен информационной линией связи 22 с радионавигационным приемоизмерителем 16 сигналов спутниковой системы навигации. При этом по данной информационной линии связи 22 в ЦВУ 17 поступает информационный массив сигналов коррекции предлагаемой бортовой системы самонаведения. Другой информационный вход ЦВУ 17 соединен информационной линией связи 23 с внешней аппаратурой подготовки и управления пуском подвижного носителя предлагаемой системы самонаведения. По информационной линии связи 23 в ЦВУ 17 поступает информационный массив предстартового начального назначения ОВ или/и цели и начальной выставки инерциального измерения параметров вектора визирования.The information input of the
При этом по одному из информационных выходов ЦВУ 17 по информационной линии связи 24 выдается информационный массив команд и сигналов управления высокочастотной частью предлагаемой бортовой системы самонаведения, а другой информационный выход ЦВУ 17 соединен информационной линией связи 25 с внешней аппаратурой управления рулевым приводом подвижного носителя. По информационной линии связи 25 из ЦВУ 17 выдается информационный массив управления и стабилизации подвижного носителя от колебаний его относительно своего центра масс, обеспечивая тем самым самонаведение подвижного носителя на ОВ согласно принятому закону самонаведения.In this case, an information array of commands and control signals of the high-frequency part of the proposed on-board homing system is issued through one of the information outputs of the
Радионавигационный приемоизмеритель 16 выдает по стандартному интерфейсу в ЦВУ 17 навигационную информацию, имеет встроенное программное обеспечение выработки корректирующей информации для инерциального измерения параметров вектора визирования цели или/и ОВ при одновременной выдаче в ЦВУ 17 высокоточной временной метки.The
Он включает в свой состав антенну, приемный модуль и устройство обработки принимаемых сигналов и предназначен для определения текущих координат места, высоты, путевой скорости и времени с высокой точностью по сигналам спутниковой системы навигации в любой точке земного шара и околоземного пространства, в любой момент времени и независимо от метеоусловий.It includes an antenna, a receiving module and a device for processing received signals and is designed to determine the current coordinates of a place, altitude, ground speed and time with high accuracy from the signals of a satellite navigation system anywhere in the world and near-Earth space, at any time and regardless of weather conditions.
Работа предлагаемой бортовой системы самонаведения подвижного носителя осуществляется следующим образом.The work of the proposed on-board homing system of a mobile carrier is as follows.
При предстартовой подготовке и управлении пуском подвижного носителя предлагаемой бортовой системы самонаведения в режиме начальной выставки и начального назначения цели или/и ОВ на информационный вход ЦВУ 17 по информационной линии связи 23 (по каналу ARING 429) из внешней аппаратуры подготовки и управления пуском на приемник последовательного кода поступает информационный массив, состоящий, например, из 20-ти 32-разрядных слов:During prelaunch preparation and launch launch control of the proposed on-board homing system in the initial exhibition and initial destination and / or air destination mode, to the
- контрольное слово;- control word;
- L0 - начальное значение наклонной дальности сближения подвижного носителя с целью или/и ОВ;- L 0 - the initial value of the inclined approach distance of the moving carrier with a target and / or OB;
- - начальное значение скорости изменения наклонной дальности сближения подвижного носителя с целью или/и ОВ;- - the initial value of the rate of change of the inclined approach distance of the moving carrier with the target and / or OB;
- - начальные значения проекций вектора линейной скорости подвижного носителя на координатные оси горизонтальной системы координат Оξηζ (фиг.1);- are the initial values of the projections of the vector the linear velocity of the moving medium to the coordinate axes of the horizontal coordinate system Оξηζ (Fig. 1);
- ξ0, η0, ζ0 - начальные значения декартовых координат цели или/и ОВ в горизонтальной системе координат Оξηζ;- ξ 0 , η 0 , ζ 0 - the initial values of the Cartesian coordinates of the target or / and OM in the horizontal coordinate system Оξηζ;
- λ0, φ0 - начальные значения географической долготы и широты подвижного носителя в момент его старта (фиг.1);- λ 0 , φ 0 - the initial values of the geographical longitude and latitude of the mobile carrier at the time of its launch (figure 1);
- ψ0, ϑ0, γ0 - начальное значение рыскания, тангажа, крена подвижного носителя в момент его старта (фиг.5);- ψ 0 , ϑ 0 , γ 0 - the initial value of yaw, pitch, roll of the movable carrier at the time of its start (figure 5);
- - начальные значения угла места (наклона) и азимута цели или/и ОВ, т.е. «вертикальный» и «горизонтальный» пеленг в связанной с подвижным носителем системе координат Ox1y1z1 (фиг.4);- - initial elevation (slope) and azimuth of the target or / and OB, i.e. "Vertical" and "horizontal" bearing in the coordinate system Ox 1 y 1 z 1 associated with the movable carrier (Fig. 4);
- LПП - наклонная дальность, при достижении которой выдается КПП, по которой реализуется в аппаратуре управления рулевым приводом подвижного носителя его снижение (планирование) и выход на маловысотный конечный участок траектории перемещения к ОВ (первая программная дальность);- L PP - the inclined range, upon reaching which the gearbox is issued, which is implemented in the equipment for controlling the steering drive of the mobile carrier, its reduction (planning) and exit to the low-altitude end section of the trajectory of movement to the OB (first program range);
- LВП - наклонная дальность включения приемопередатчика 14 на конечном участке траектории подвижного носителя (вторая программная дальность);- L VP - the inclined range of the
- командное слово, содержащее, например, 15 режимных команд, каждая из которых записывается в соответствующем разряде слова в виде «1» для каждого режима пуска подвижного носителя.- a command word, containing, for example, 15 operational commands, each of which is recorded in the corresponding word category in the form of “1” for each launch mode of the mobile medium.
Этот информационный массив по мере изменения взаимного положения подвижного носителя и цели или/и ОВ непрерывно обновляется и перезаписывается. При этом по этой начальной информации в ЦВУ 17 реализуется алгоритм формирования начальных условий выставки инерциального измерения параметров вектора визирования цели или/и ОВ в антенной базовой системе координат Oxyz, а именно:This information array, as the relative position of the mobile carrier and the target and / or OB changes, is continuously updated and rewritten. At the same time, according to this initial information, in
- - начальные значения горизонтального и вертикального углов визирования цели или/и ОВ в горизонтальной системе координат Оξηζ (фиг.3);- - the initial values of the horizontal and vertical angles of sight of the target or / and OM in the horizontal coordinate system Oξηζ (Fig.3);
- - начальные значения проекций вектора линейной скорости подвижного носителя на координатные оси антенной базовой системы координат Oxyz (фиг.2);- are the initial values of the projections of the vector the linear velocity of the mobile carrier to the coordinate axes of the antenna of the base coordinate system Oxyz (figure 2);
- - начальные значения составляющих пространственной угловой координаты цели или/и ОВ в антенной базовой системе координат Oxyz (фиг.2);- - initial values of the components of the spatial angular coordinate targets and / or OB in the Oxyz antenna base coordinate system (FIG. 2);
- - начальные значения географической долготы и широты цели или/и ОВ в момент старта подвижного носителя (фиг.1);- - the initial values of the geographical longitude and latitude of the target and / or OB at the start of the mobile carrier (Fig. 1);
- - матрица начальных значений направляющих косинусов, определяющих взаимное положение антенной базовой системы координат Oxyz и опорной геоцентрической системы координат Сξ0η0ζ0, одна координатная ось которой связана с целью или/и ОВ, причем С - центр земного сфероида (фиг.1).- - a matrix of initial values of the direction cosines that determine the relative position of the antenna of the base coordinate system Oxyz and the reference geocentric coordinate system Сξ 0 η 0 ζ 0, one coordinate axis of which is connected with the target and / or OB, and C is the center of the earth spheroid (Fig. 1) .
В момент старта подвижного носителя поступление в ЦВУ 17 информационного массива предстартового начального назначения цели и начальной выставки инерциального измерения параметров вектора визирования прекращается. Одновременно с этим разарретируются управляемый трехстепенной гироскоп 3, гироскопический ДУС 15, измерители линейного ускорения 8, 9, 10 и включается процесс инерциального измерения параметров вектора визирования цели, алгоритм функционирования которого реализуется в ЦВУ 17. При этом по сигналам, пропорциональным nx, ny, nz и ωx, ωy, ωz, в ЦВУ 17 вычисляются текущие значения параметров: (где j, k = 1, 2, 3) и Vx, Vy, Vz, Lц, βjk, (где j, k = 1, 2, 3), а также составляющие e1 и е2 пространственной угловой координаты цели, являющиеся сигналами рассогласования (ошибки) между направлением линии (вектора) визирования и направлением на цель в антенной базовой системе координат Oxyz, которые в ЦВУ 17 преобразуются в сигналы, пропорциональные е1з и е2з соответственно, и выдаются для отработки в устройство 11, где формируются соответствующие управляющие токи Iг и Iв, которые подаются на обмотки соответствующих датчиков момента гироскопа 3 и которые пропорциональны угловой скорости и поворота параболического зеркала 1 соответственно в горизонтальной плоскости и в вертикальной плоскости в горизонтальной системе координат Оξηζ. Углы поворота параболического зеркала 1 регистрируют датчик 4 угла наклона и датчик 6 азимута, установленные на соответствующих рамках двухосного карданова подвеса зеркала 1.At the time of the start of the mobile carrier, the receipt in
Напряжения, пропорциональные углу и углу с выхода датчика угла наклона 4 и с выхода датчика азимута 6 поступают в устройство 11 как сигналы отработки и в ЦВУ 17, где преобразуются в сигналы, пропорциональные соответственно углам поворота линии (вектора) визирования в направлении на цель (фиг.4) по наклону и по азимуту в связанной системе координат Ox1y1z1, т.е. относительно корпуса подвижного носителя.Angular proportional stresses and corner from the output of the sensor of the angle of
Одновременно с этим сигналы, пропорциональные и с выходов соответствующих усилителей мощности устройства 11 поступают на соответствующие входы ЦВУ 17, где преобразуются в сигналы, пропорциональные угловой скорости поворота линии (вектора) визирования в вертикальной плоскости в горизонтальной плоскости в горизонтальной системе координат Оξηζ (фиг.3).At the same time, signals proportional to and from the outputs of the respective power amplifiers of the
Кроме того, в ЦВУ 17 по сигналам, пропорциональным и выдаваемым в ЦВУ 17, формируются сигналы, пропорциональные а также ωx, ωy, ωz и По полученным сигналам, пропорциональным ωx, ωy, ωz, в ЦВУ 17 определяются сигналы, пропорциональные угловым скоростям колебания подвижного носителя относительно своего центра масс по рысканию , по тангажу , по крену , и затем с учетом начальных значений рыскания ψ0, тангажа ϑ0, крена γ0, заданных при предстартовой подготовке системы, формируются сигналы, пропорциональные текущим значениям рыскания ψ, тангажа ϑ и крена γ. В ЦВУ 17 также преобразуются вводимые сигналы в сигналы nx, ny, nz вторичной обработки информации. Информация, необходимая для формирования сигналов стабилизации подвижного носителя от колебаний относительно своего центра масс в горизонтальной плоскости δг, в вертикальной плоскости δв и по крену δк, а также сигналов самонаведения, пропорциональных горизонтальной перегрузке и вертикальной перегрузке заданных согласно принятому и заложенному в ЦВУ 17 закону самонаведения подвижного носителя, подготавливается в ЦВУ 17 на каждом интервале дискретизации.In addition, in
Сформированная информация по информационной линии связи 25 из ЦВУ 17 выдается во внешнюю по отношению к предлагаемой бортовой системе самонаведения аппаратуру управления рулевым приводом подвижного носителя. В ЦВУ 17 с момента старта подвижного носителя предлагаемой системы реализованы алгоритмы аналитической ориентации антенной базовой системы координат Oxyz (фиг.1) в направлении цели, в которой интегрируется система дифференциальных уравнений первого порядка, определяющая алгоритм работы инерциального измерения параметров вектора визирования цели. Эта ориентация антенной базовой системы координат в ЦВУ 17 осуществляется на всей траектории перемещения подвижного носителя.The generated information on the
При достижении вычисляемого в ЦВУ 17 значения наклонной дальности Lц сближения подвижного носителя с целью величины, равной наклонной дальности LПП, которая задается во время предстартовой подготовки носителя, в ЦВУ 17 формируется команда снижения подвижного носителя (планирования) на маловысотный конечный участок траектории его движения к цели. По этой команде в ЦВУ 17 формируется для отработки во внешнем устройстве соответствующая коррекция сигнала самонаведения подвижного носителя, пропорционального перегрузке и для выполнения данного режима движения носителя.Upon reaching computed in the
При достижении подвижным носителем наклонной дальности Lц сближения его с целью, вычисляемой также в ЦВУ 17 согласно алгоритму работы инерциального измерения параметров вектора визирования цели, величины LВП, заданной во время предстартовой подготовки носителя, в ЦВУ 17 формируется команда поиска ОВ, которая выдается в устройство 11, и команда включения приемопередатчика 14 на излучение зондирующих импульсов и на прием отраженных от облучаемого ОВ импульсов. По команде «Поиск ОВ» (П), выдаваемой из ЦВУ 17 в устройство 11, параболическое зеркало 1 включается в режиме секторного качания в заданном диапазоне изменения азимутального угла поиска ОВ относительно продольной строительной оси Ox1 подвижного носителя. При этом оптическая ось Ox параболического зеркала 1 отклонена на постоянный, наперед заданный, малый угол наклона вниз.When the moving carrier reaches the inclined range L c of approaching it with the target, also calculated in the
Сформированные в ЦВУ 17 параметры поиска выдаются в устройство 11 и отрабатываются параболическим зеркалом 1, реализуя установку его диаграммы направленности на заданный постоянный угол наклона - и заданный закон движения диаграммы направленности при ее секторном качании в азимутальной плоскости.Formed in
В процессе поиска ОВ в предлагаемой бортовой системе осуществляется обнаружение и выбор ОВ в соответствии с заложенными в ЦВУ 17 алгоритмами обработки виеосигнала, который поступает с выхода приемопередатчика 14 по высокочастотной линии связи на соответствующий вход ЦВУ 17.In the process of searching for OBs in the proposed on-board system, the OBs are detected and selected in accordance with the algorithms for processing the signal of the signal transmitted from the output of the
В режиме «Поиск ОВ» в ЦВУ 17 реализуются известные алгоритмы обнаружения, выбора, захвата и перехода предлагаемой системы в режим автосопровождения ОВ по дальности и по направлению в зависимости от характеристик ОВ и/или назначения подвижного носителя предлагаемой системы.In the “Search for OB” mode, the
Одновременно с реализацией в ЦВУ 17 алгоритмов обнаружения, выбора, захвата и перехода на автосопровождение ОВ в предлагаемой бортовой системе самонаведения в соответствии с заложенным в ЦВУ 17 алгоритмом определяются параметры движения фазового центра антенны (или/и центров излучения неподвижных многоканальных облучателей прямого облучения основного диапазона 2 и встроенного более коротковолнового диапазона 19) на интервале времени выполнения режима поиска ОВ (или на заданном интервале времени измерения). В условиях реального перемещения подвижного носителя и, следовательно, центра излучения зондирующих сигналов (или/и фазового центра антенны) высокочастотная часть предлагаемой системы, т.е. ее антенно-волноводный и приемопередающий модуль, подвергаются воздействию траекторных возмущений в широком спектре, включая деформирующие (упругие, вибрационные и т.п.) воздействия корпуса подвижного носителя, а также антенно-волноводного и приемопередающего модуля системы. При этом имеются также траекторные нестабильности, т.е. небольшие отклонения от некоторой заданной опорной траектории перемещения подвижного носителя предлагаемой системы, которые обусловлены как неточностью работы аппаратуры управления рулевым приводом подвижного носителя, так и различного рода случайными возмущениями при его движении, например, в турбулентной атмосфере. Для обеспечения предельно высокого линейного разрешения по азимуту необходимо знать результирующие по всем факторам изменения текущего расстояния от фазового центра антенны (или/и центра излучения облучателя 2 или облучателя 19) в зависимости от действующего диапазона волн излучения до ОВ, облучаемого в режиме поиска с точностью малых долей длины волны излучаемой электромагнитной энергии на интервале времени поиска ОВ (или на заданном интервале времени измерения). Тем самым обусловливается необходимость в высокоточном измерении кратковременных траекторных флюктуаций центра излучения и компенсации вызванных ими искажений принимаемых отраженных от облучаемого ОВ сигналов.Simultaneously with the implementation of 17 algorithms for detecting, selecting, capturing and switching to automatic tracking in the CVU in the proposed on-board homing system, the motion parameters of the antenna phase center (or / and emission centers of fixed multichannel direct irradiators of the
Решение связанных с этим задач реализуется инерциальным измерением параметров вектора визирования облучаемого ОВ, позволяющего по сигналам однокомпонентных измерителей 8, 9, 10 линейного ускорения, а также двухканального гироскопического ДУС 15 и двухканального трехстепенного гироскопа 3, установленных во внутренней рамке двухосного карданова подвеса параболического зеркала 1 вблизи от фазового центра антенны и жестко связанных с апертурой антенны, определять в антенной базовой системе координат Oxyz параметры вектора визирования, согласованные с параметрами траекторного сигнала. Алгоритм работы высокоточного инерциального измерения траекторных флюктуаций учитывает смещение центра пересечения осей чувствительности гироинерциальных датчиков 3, 8, 9, 10, 15 относительно фазового центра антенны на некоторое расстояние (например, не более 0,3 м). Пространственное расположение этого смещения относительно фазового центра антенны в отсутствие деформирующих воздействий (упругих, вибрационных и т.п.), т.е. когда подвижный носитель находится в статике, описывается вектором смещения с началом в центре пересечения осей чувствительности гироинерциальных датчиков 3, 8, 9, 10, 15. Фазовый центр антенны занимает неподвижное положение, когда подвижный носитель находится в статическом состоянии. Во время перемещения подвижного носителя под воздействием упругих, вибрационных и т.п. колебаний корпуса подвижного носителя реальный фазовый центр антенны совершает сложные колебательные движения, математически определяемые относительно его статического положения вектором смещения, который вследствие этого остается постоянным в антенной базовой системе координат Oxyz. При этом указанные деформирующие воздействия физически проявляются в виде составляющих погрешностей гироинерциальных датчиков 3, 8, 9, 10, 15, что позволяет эффективно решать в ЦВУ 17 задачи их коррекции (компенсации) путем реализации алгоритмов комплексирования.The solution of the problems associated with this is carried out by inertial measurement of the parameters of the vector of sight of the irradiated organic matter, which allows the signals of single-
В ЦВУ 17 реализован алгоритм определения параметров движения апертуры антенны относительно облучаемого ОВ в режиме поиска. Эти параметры одновременно являются параметрами траекторного сигнала. Реализация этого алгоритма достигается интегрированием замкнутой системы дифференциальных уравнений в антенной базовой системе координат Ox0y0z0, фиксированной в течение всего интервала времени поиска ОВ (или заданного интервала времени измерения) при начальных условиях, задаваемых и вводимых в алгоритм в момент времени t0 начала режима поиска ОВ (или начала заданного интервала времени измерения), включения приемопередатчика 14 в режим излучения зондирующих сигналов и приема отраженных от облучаемого ОВ сигналов, при этом определяются необходимые для нахождения фазы опорной функции значения радиальной скорости и радиального ускорения Затем формируется фаза опорной функции и, наконец, вычисляется фазовая поправка, компенсирующая флюктуации на выходе приемного канала приемопередатчика 14, вызванные траекторными нестабильностями фазового центра антенны предлагаемой бортовой системы самонаведения.
Реализованный в ЦВУ 17 алгоритм позволяет определять параметры вектора визирования в смещенной системе координат Oxсмyсмzсм, т.е. при размещении гироинерциальных датчиков 3, 8, 9, 10, 15 на некотором расстоянии от центра излучения.The algorithm implemented in
Кроме того, использование инерциального измерения параметров вектора визирования позволяет реализовать инвариантные к параметрам перемещения подвижного носителя предлагаемой бортовой системы самонаведения алгоритмы взаимодействия информации инерциального измерения параметров вектора визирования с информацией о наклонной скорости сближения подвижного носителя с ОВ дальномерного канала системы радиолокационного автосопровождения ОВ по дальности, реализуемые в ЦВУ 17, обеспечивающие, с одной стороны, получение точных оценок отклонений фазового центра антенны (или/и центра излучения зондирующих сигналов) в направлении вектора визирования по дальности и по азимуту на интервале времени поиска ОВ (или/и на заданном интервале измерения), а с другой стороны, обеспечивающие формирование в процессе поиска оптимальных оценок параметров, характеризующих рассеяние нескольких объектов визирования на земной поверхности в зоне сектора поиска, с их точной координатной привязкой в опорной геоцентрической системе координат Сξ0η0ζ0 (фиг.1). Тем самым решается проблема устранения искажений, возникающих в процессе поиска при выборе ОВ, подлежащего поражению, а также при определении наиболее уязвимых радиолокационно-контрастных частей поверхности корпуса, выбранного для поражения протяженного ОВ.In addition, the use of inertial measurement of the parameters of the vector of sight makes it possible to implement algorithms that are invariant to the parameters of moving the mobile carrier of the proposed on-board homing system for the interaction of information of inertial measurement of parameters of the vector of sight with information about the inclined speed of approach of the mobile carrier from the OB of the rangefinder channel of the OB radar auto-tracking system, implemented in
При этом в ЦВУ 17 реализованы алгоритмы работы систем автосопровождения ОВ по дальности и по направлению, которое совместно с устройством 11 и параболическим зеркалом 1 осуществляет автосопровождение ОВ на конечном участке траектории перемещения подвижного носителя.At the same time, in
Кроме того, в режиме «Поиск ОВ» в ЦВУ 17 из устройства 11 поступают сигналы и сигналы с выхода датчика 4 угла наклона и с выхода датчика 6 азимута а также с выхода датчиков линейного ускорения 8, 9, 10 соответственно сигналы и с выходов гироскопического ДУС 15 и гироскопа 3 соответственно сигналы Осуществляется вывод с выходов ЦВУ 17 в устройство 11 сигналов наведения и а также по информационной линии связи 24 вывод информационного массива команд и сигналов управления антенно-волноводным и приемопередающим модулем предлагаемой системы.In addition, in the “Search for OB” mode, signals are received from the
По команде «Поиск ОВ» в ЦВУ 17 решается также задача определения абсолютной высоты Набс полета подвижного носителя по результату инерциального измерения параметров вектора визирования цели согласно алгоритму Набс= Lц·sinεв, где Lц - наклонная дальность сближения подвижного носителя с целью, определяемая инерциальным измерением параметров вектора визирования цели; εВ=const - заданное постоянное значение отклонения вектора (линии) визирования цели в вертикальной плоскости, и скорость ее изменения по алгоритму где - наклонная скорость сближения подвижного носителя с целью, которые используются для формирования в ЦВУ 17 сигнала стабилизации положения подвижного носителя по высоте в течение времени действия режима поиска ОВ до момента захвата его на автосопровождение. Сигнал стабилизации по высоте пропорционален задаваемой вертикальной нагрузке являющейся функцией параметров Набс и Одновременно с этим на каждом интервале дискретизации в ЦВУ 17 формируются сигналы стабилизации подвижного носителя от колебаний его относительно своего центра масс в горизонтальной плоскости δг, в вертикальной плоскости δв и по крену δк, при этом формируется перегрузка в горизонтальной плоскости The command “Search for OB” in
Сформированные в ЦВУ 17 сигналы, пропорциональные параметрам стабилизации δг, δв, δк и параметрам самонаведения и по информационной линии связи 25 выдаются во внешнюю по отношению к предлагаемой системе самонаведения аппаратуру управления рулевым приводом подвижного носителя.The signals generated in the
Если в процессе поиска ОВ при реализации в ЦВУ 17 алгоритмов обнаружения и выбора ОВ выполняются необходимые критерии, заложенные в соответствующие алгоритмические процедуры, то согласно принятой логике обработки видеосигнала, поступающего по высокочастотной линии связи из приемопередатчика 14 на вход ЦВУ 17, предлагаемая система переходит в режим активного радиолокационного самонаведения подвижного носителя на ОВ по команде «Автосопровождение» (АС), формируемой в ЦВУ 17 и выдаваемой в устройство 11 и по информационной линии связи 25 в аппаратуру управления рулевым приводом подвижного носителя. При этом системы автосопровождения по дальности и по направлению замыкаются через радиоканал (т.е. через эфир). При автосопровождении ОВ на вход соответствующих усилителей мощности устройства 11 из ЦВУ 17 поступают сигналы, пропорциональные величинам рассогласования (ошибки) и между направлением оптической оси параболического зеркала 1 и направлением на ОВ, которые с выходов усилителей мощности в виде электрических токов Iв и Iг, пропорциональных соответственно составляющим и вектора угловой скорости поворота параболического зеркала 1 соответственно в горизонтальной и в вертикальной плоскости, подаются на обмотки соответствующих датчиков момента гироскопа 3. С соответствующих датчиков угла прецессии гироскопа 3 затем на входы устройства 11 в широкополосные контуры гиростабилизации поступают сигналы гиростабилизации, пропорциональные угловым рассогласованиям и между положением наружной и внутренней рамок двухосного карданова подвеса параболического зеркала 1 и направлением вектора кинетического момента гироскопа 3. При отработке этих рассогласований устройство 11 обеспечивает гиростабилизацию направления оптической оси параболического зеркала 1 и тем самым направления линии (вектора) визирования на сопровождаемый ОВ.If in the process of searching for organic substances when implementing the detection and selection algorithms in the
В режиме автосопровождения ОВ в ЦВУ 17 реализуются алгоритмы комплексирования информации инерциального измерения параметров вектора визирования цели и информации радиолокационных каналов автосопровождения ОВ по дальности и по направлению.In the mode of automatic tracking of OBs in
Задача комплексирования в ЦВУ 17 решается согласно следующей алгоритмической последовательности:The integration problem in the
- сравнение сигналов, пропорциональных текущим значениям параметров вектора визирования цели в антенной системе координат Oxyz, определяемых инерциальным измерением, с идентичными сигналами, пропорциональными текущим значениям параметров вектора (линии) визирования ОВ в антенной базовой системе координат Oxyz при его автосопровождении, которые являются выходными сигналами углового и временного дискриминаторов соответственно устройств автосопровождения ОВ по направлению и по дальности;- comparison of signals proportional to the current values of the parameters of the targeting vector in the Oxyz antenna coordinate system determined by inertial measurement, with identical signals proportional to the current values of the parameters of the vector of sighting the OB in the Oxyz antenna base coordinate system during auto tracking, which are the output signals of the angular and temporary discriminators, respectively, of OB auto-tracking devices in direction and range;
- оптимальная адаптивная фильтрация, обеспечивающая помехоустойчивое оценивание полезного сигнала в каждом устройстве автосопровождения (по азимуту, по углу наклона и по дальности), оптимальную помехоустойчивую самонастройку параметров вектора визирования и нахождение точной оценки сигналов рассогласования;- optimal adaptive filtering, providing noise-tolerant estimation of the useful signal in each auto-tracking device (in azimuth, tilt, and range), optimal noise-resistant self-tuning of the sight vector parameters and finding an accurate estimate of the error signals;
- компенсация (коррекция) соответствующей информации инерциального измерения параметров вектора визирования цели с помощью полученных точных оценок рассогласования;- compensation (correction) of the relevant information of the inertial measurement of the parameters of the targeting vector using the obtained accurate mismatch estimates;
- формирование скорректированной информации управляющих сигналов в каждой системе автосопровождения ОВ и их отработкой устройством 11, благодаря чему производится совмещение линии визирования с ОВ по направлению и по дальности.- the formation of the corrected information of the control signals in each OB auto tracking system and their development by the
При этом на выходе ЦВУ 17 формируется информационный массив стабилизации и управления подвижного носителя, который по информационной линии связи 25 передается на вход аппаратуры управления рулевого привода носителя. Благодаря этому реализуются заложенные в предлагаемой бортовой системе законы самонаведения при локационном контакте с ОВ.At the same time, at the output of the
При срыве автосопровождения ОВ, т.е. при отсутствии локационного контакта с ОВ, предлагаемая система переходит в режим памяти, самонаведение на запомненные координаты ОВ осуществляется по скорректированной информации инерциального измерения параметров вектора визирования, т.е. на цель, координаты которой соответствуют координатам ОВ в момент срыва его автосопровождения.In the event of a breakdown in auto-tracking, i.e. in the absence of location contact with the organic substance, the proposed system goes into memory mode, homing to the stored optical coordinates is carried out according to the corrected information of the inertial measurement of the parameters of the vector of sight, i.e. on the target, the coordinates of which correspond to the coordinates of the OM at the time of failure of its auto tracking.
При повторном поиске ОВ и захвате его на автосопровождение описанный выше процесс повторяется и подвижный носитель предлагаемой системы продолжает перемещаться в направлении на ОВ.When you search for OB again and capture it for auto tracking, the process described above is repeated and the movable carrier of the proposed system continues to move in the direction of OB.
Радионавигационный приемоизмеритель 16 обеспечивает прием и обработку внешней информации от спутниковой системы навигации и формирует информационный массив коррекции инерциального измерения параметров вектора визирования, который по информационной линии связи 22 подается на вход ЦВУ 17 (фиг.6).The
Благодаря использованию этой корректирующей информации в ЦВУ 17 достигается существенное повышение точности определения параметров вектора визирования ОВ, в частности абсолютной высоты подвижного носителя в режиме поиска ОВ и, соответственно, точности самонаведения подвижного носителя на ОВ.Thanks to the use of this corrective information in
Высокочастотные устройства 18, 19, 20, 21 и двухдиапазонный приемопередатчик 14 реализуют встроенный более коротковолновый по сравнению с основным диапазон рабочих волн излучения.High-
Выбор конкретной рабочей частоты встроенного более коротковолнового диапазона определяется необходимостью обеспечения основных характеристик радиолокационного канала предлагаемой бортовой системы самонаведения для решения тактической задачи самонаведения подвижного носителя на конечном участке траектории в условиях противодействия, а также с учетом условий эксплуатации и необходимых экономических показателей.The choice of a specific operating frequency of the built-in shorter wavelength range is determined by the need to ensure the basic characteristics of the radar channel of the proposed airborne homing system for solving the tactical task of homing a mobile carrier on the final section of the trajectory under conditions of counteraction, as well as taking into account operating conditions and necessary economic indicators.
Работа предлагаемой бортовой системы в более коротковолновом диапазоне волн не отличается от ее работы в основном диапазоне.The work of the proposed on-board system in the shorter wavelength range does not differ from its work in the main range.
При переходе на более коротковолновый диапазон рабочих волн излучения для обеспечения основных характеристик бортовой системы самонаведения, содержащей облучатель основного диапазона волн излучения, сохраняется ее диапазон рабочих волн излучения как основной. При этом путем встраивания более коротковолнового диапазона рабочих волн излучения в предлагаемой бортовой системе самонаведения выполняются следующие основные требования, предъявляемые к выбору второго (более коротковолнового) диапазона волн:When switching to a shorter wavelength range of working radiation waves to ensure the main characteristics of the onboard homing system containing an irradiator of the main range of radiation waves, its range of working waves of radiation is preserved as the main one. In this case, by embedding the shorter wavelength range of the working waves of radiation in the proposed on-board homing system, the following basic requirements are met for the choice of the second (shorter wave) range of waves:
- существенное повышение угловой разрешающей способности;- a significant increase in angular resolution;
- повышенная помехозащищенность работы системы;- increased noise immunity of the system;
- обеспечение кратности полуволн диапазонов для возможности работы под одним общим обтекателем, причем увеличение поглощения на трассе движения носителя системы в условиях наличия гидрометеоров не должно уменьшать дальность действия системы более чем на 40÷70% при номинальной расчетной дальности, например 15÷20 км.- ensuring the multiplicity of half-wave ranges for the possibility of working under one common fairing, and an increase in absorption on the path of the carrier of the system in the presence of hydrometeors should not reduce the range of the system by more than 40 ÷ 70% at a nominal design range, for example 15 ÷ 20 km.
Сочетание основного и более коротковолнового диапазонов рабочих волн излучения в предлагаемой бортовой системе обеспечивает конструктивное встраивание более коротковолнового диапазона рабочих волн излучения в устройство основного диапазона с использованием:The combination of the main and shorter wavelength ranges of the working waves of radiation in the proposed on-board system provides the constructive integration of a shorter wavelength range of working waves of radiation in the device of the main range using:
- общей максимально возможной апертуры антенны (общего параболического зеркала 1);- the total maximum possible aperture of the antenna (common parabolic mirror 1);
- общих для обоих диапазонов рабочих волн устройств управления и стабилизации линии (вектора) визирования;- common to both ranges of working waves control devices and stabilization of the line (vector) of sight;
- общей схемы обработки отраженных от облучаемых ОВ сигналов;- the general processing scheme of signals reflected from the irradiated S;
- идентичной юстировки;- identical alignment;
- общего обтекателя;- common fairing;
- общей оптической схемы параболического зеркала 1. При этом волноводные схемы высокочастотного тракта обоих диапазонов выполнены по схеме скрытого сканирования.- the general optical scheme of a parabolic mirror 1. In this case, the waveguide circuits of the high-frequency path of both ranges are made according to the hidden scanning scheme.
Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает достижение положительного эффекта, заключающегося в следующем.Thus, the proposed technical solution ensures the achievement of a positive effect, which consists in the following.
Благодаря информации управляемого трехстепенного гироскопа 3, являющегося чувствительным и исполнительным элементов следящего гиропривода и чувствительным элементом инерциального измерения параметров вектора визирования, а также информации двухканального гироскопического датчика угловой скорости 15 и трех однокомпонентных измерителей линейного ускорения 8, 9, 10 в составе внутренней рамки двухосного карданова подвеса параболического зеркала 1 реализуется в ЦВУ 17 алгоритм работы инерциального измерения параметров вектора визирования в антенной базовой системе координат Oxyz. Сигналы, пропорциональные составляющим пространственной угловой координаты, определяемым инерциальным измерением параметров вектора визирования цели, которые отсчитываются относительно оптической оси параболического зеркала 1 и определяют рассогласование между направлением вектора (линии) визирования и направлением на цель, аналогичны соответствующим рассогласованиям между направлением линии (вектора) визирования и направлением на ОВ, определяемым угловым дискриминатором системы автосопровождения ОВ по направлению. В этом смысле они являются идентичными.Thanks to the information of the controlled three-
Поэтому в предлагаемой системе практически решена задача комплексирования радиолокационных каналов автосопровождения ОВ по направлению и по дальности и инерциального измерения параметров вектора визирования цели путем введения автономной информации внутрь соответствующих контуров автосопровождения ОВ с применением в качестве фильтра нижних частот оптимального адаптивного фильтра, что позволяет существенно повысить динамическую точность (приблизительно в 10 раз) бортовой системы самонаведения и ее помехоустойчивость за счет сужения полосы пропускания контуров автосопровождения ОВ, а также выполнить условие инвариантности динамической ошибки предлагаемой системы к траекторным изменениям входных сигналов.Therefore, the proposed system has practically solved the problem of combining the OB auto-tracking radar channels in direction and range and inertial measurement of the target vector parameters by introducing autonomous information into the corresponding OB auto-tracking circuits using an optimal adaptive filter as a low-pass filter, which can significantly increase the dynamic accuracy (approximately 10 times) onboard homing system and its noise immunity due to narrower the bandwidth of the OB auto-tracking circuits, as well as the condition for the invariance of the dynamic error of the proposed system to trajectory changes in the input signals.
На основе алгоритма работы инерциального измерения параметров вектора визирования цели или/и ОВ в предлагаемой бортовой системе самонаведения в ЦВУ 17 практически реализован в режиме поиска ОВ алгоритм определения параметров траекторных флюктуаций и воздействий (деформирующих, вибрационных и т.п.) корпуса подвижного носителя на пространственное положение фазового центра антенны (или/и центров излучения облучателей 2 и 19) относительно опорной траектории перемещения подвижного носителя предлагаемой бортовой системы самонаведения и относительно цели или/и ОВ, позволяющий измерять параметры вектора визирования в смещенной системе координат, т.е. при размещении гироинерциальных датчиков 3, 8, 9, 10, 15 на некотором расстоянии (менее 0,3 м) от фазового центра антенны (или/и центр излучения зондирующих сигналов). Совместная обработка информации инерциального измерения параметров вектора визирования цели и информации контуров автосопровождения ОВ по направлению и по дальности позволяет реализовать в ЦВУ 17 алгоритмы, инвариантные к параметрам перемещения подвижного носителя, обеспечивающие получение точных оценок отклонений фазового центра антенны в направлении вектора визирования по дальности и по азимуту. Благодаря этому в предлагаемой бортовой системе решается задача повышения линейного разрешения по азимуту и по дальности облучаемого ОВ.Based on the algorithm of the inertial measurement of the parameters of the targeting vector or / and airborne targets in the proposed on-board homing system,
За счет реализации в предлагаемой бортовой системе самонаведения двухдиапазонности рабочих волн излучения угловая разрешающая способность системы повышается в 4 раза при использовании во встроенном коротковолновом диапазоне такой же апертуры, как и в основном диапазоне рабочих волн излучения. При использовании коротковолнового диапазона волн излучения заметно возрастает эффективная поверхность рассеяния (ЭПР) объектов визирования (приблизительно в 5÷15 раз) и коэффициент усиления (КУ) антенны (в 4 раза). Это увеличение ЭПР и КУ компенсирует основной недостаток коротковолнового диапазона рабочих волн излучения, а именно снижение дальности действия в сложных метеоусловиях, поскольку затухание на трассе перемещения подвижного носителя, особенно при наличии гидрометеоров, увеличивается по мере уменьшения длины волны. При этом в условиях сближения подвижного носителя с ОВ дальность сближения естественным образом уменьшается, что уменьшает негативное влияние недостатка коротковолнового диапазона рабочих волн излучения на дальность действия системы, даже при увеличении интенсивности, например, дождя до 4 мм/час или до 6 мм/час.Due to the implementation of the proposed on-board homing system of the dual-band working waves of radiation, the angular resolution of the system is increased by 4 times when using the same aperture in the built-in short-wave range as in the main range of working waves of radiation. When using the short-wavelength range of radiation waves, the effective scattering surface (EPR) of sighting objects (approximately 5-15 times) and the antenna gain (gain) (4 times) increase markedly. This increase in the ESR and the KU compensates for the main disadvantage of the short-wavelength range of the working waves of the radiation, namely, a decrease in the range in difficult weather conditions, since the attenuation along the moving path of the moving carrier, especially in the presence of hydrometeors, increases with decreasing wavelength. At the same time, in the case of the approach of a moving carrier with an OM, the range of approach naturally decreases, which reduces the negative impact of the lack of a short-wavelength range of working waves of radiation on the range of the system, even with an increase in the intensity, for example, rain to 4 mm / hour or up to 6 mm / hour.
Повышенная угловая разрешающая способность предлагаемой системы, сопоставимая с величиной обнаруживаемого ОВ, обеспечивается решением задачи самонаведения подвижного носителя на объекты визирования (подвижные или неподвижные) с малой ЭПР.The increased angular resolution of the proposed system, comparable with the magnitude of the detected OM, is provided by solving the problem of homing a mobile carrier on sight objects (moving or motionless) with a small EPR.
Кроме того, при переходе с одного диапазона рабочих волн излучения на другой также повышается помехозащищенность предлагаемой системы в условиях радиоэлектронного противодействия.In addition, the transition from one range of working waves of radiation to another also increases the noise immunity of the proposed system in conditions of electronic countermeasures.
За счет равенства расстояний между каждым из шарниров, размещенных на параболическом зеркале 1, и его центром вращения расстоянию между каждым из шарниров, установленных соответственно на наружной и внутренней рамках двухосного карданова подвеса параболического зеркала 1, и центром их вращения расширяется диапазон углов наклона траектории на автономном баллистическом участке траектории перемещения подвижного носителя предлагаемой бортовой системы самонаведения.Due to the equality of the distances between each of the hinges placed on the parabolic mirror 1, and its center of rotation, the distance between each of the hinges mounted respectively on the outer and inner frames of the biaxial cardan suspension of the parabolic mirror 1, and the center of their rotation, the range of angles of inclination of the trajectory extends ballistic section of the trajectory of the moving carrier of the proposed airborne homing system.
Аппаратная реализация предлагаемой бортовой системы самонаведения подвижного носителя на базе инерциального измерения параметров вектора визирования цели или/и ОВ в антенной базовой системе координат Oxyz, как показывают разработка системы и практическая отработка ее, исключает необходимость использования в составе подвижного носителя не только дорогостоящей классической инерциальной системы навигации, но и радиовысотомера. Благодаря этому освобождается существенный объем (отсек) подвижного носителя либо для увеличения полезной нагрузки, либо для увеличения массы топлива для двигательной установки подвижного носителя.The hardware implementation of the proposed on-board homing system of a mobile carrier based on inertial measurement of the parameters of the target vector of targeting and / or OV in the Oxyz antenna base coordinate system, as shown by the development of the system and its practical development, eliminates the need to use not only an expensive classical inertial navigation system as part of a mobile carrier but also a radio altimeter. Due to this, a significant volume (compartment) of the mobile carrier is freed up either to increase the payload or to increase the mass of fuel for the propulsion system of the mobile carrier.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005130878/02A RU2303229C1 (en) | 2005-10-05 | 2005-10-05 | Method for formation of stabilization and homing signal of movable carrier and on-board homing system for its realization |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005130878/02A RU2303229C1 (en) | 2005-10-05 | 2005-10-05 | Method for formation of stabilization and homing signal of movable carrier and on-board homing system for its realization |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005130878A RU2005130878A (en) | 2007-04-10 |
RU2303229C1 true RU2303229C1 (en) | 2007-07-20 |
Family
ID=38000130
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005130878/02A RU2303229C1 (en) | 2005-10-05 | 2005-10-05 | Method for formation of stabilization and homing signal of movable carrier and on-board homing system for its realization |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2303229C1 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2488137C2 (en) * | 2011-10-25 | 2013-07-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Конверсия" | Method for integrating direction finding signals of viewing object of inertial and radar discriminators and system for realising said method |
RU2510481C2 (en) * | 2012-03-20 | 2014-03-27 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Apparatus for detecting pointing of radio-frequency radiation self-guided weapon on radioelectronic equipment, protected by diversionary device |
RU2526790C2 (en) * | 2012-04-17 | 2014-08-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Конверсия" (ОАО "НПП "Конверсия") | Method of generating compensation signal for phase distortions of received signals reflected from irradiated viewing object with simultaneous inertial direction-finding and inertial autotracking thereof and system therefor |
RU2590760C2 (en) * | 2014-07-29 | 2016-07-10 | Николай Евгеньевич Староверов | Missile and method for its operating |
RU2610831C1 (en) * | 2016-04-19 | 2017-02-16 | Акционерное общество "Конструкторское бюро приборостроения им. академика А.Г. Шипунова" | Method for estimating parameters of object's trajectory |
RU2655516C1 (en) * | 2017-04-18 | 2018-05-28 | 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 | Passive homing head |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2538315C1 (en) * | 2013-06-14 | 2015-01-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южный федеральный университет" (Южный федеральный университет) | Moving object control method |
CN113237456B (en) * | 2021-05-31 | 2022-10-28 | 西南电子技术研究所(中国电子科技集团公司第十研究所) | Method for measuring initial installation angle of communication-in-motion antenna |
-
2005
- 2005-10-05 RU RU2005130878/02A patent/RU2303229C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2488137C2 (en) * | 2011-10-25 | 2013-07-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Конверсия" | Method for integrating direction finding signals of viewing object of inertial and radar discriminators and system for realising said method |
RU2510481C2 (en) * | 2012-03-20 | 2014-03-27 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Apparatus for detecting pointing of radio-frequency radiation self-guided weapon on radioelectronic equipment, protected by diversionary device |
RU2526790C2 (en) * | 2012-04-17 | 2014-08-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Конверсия" (ОАО "НПП "Конверсия") | Method of generating compensation signal for phase distortions of received signals reflected from irradiated viewing object with simultaneous inertial direction-finding and inertial autotracking thereof and system therefor |
RU2590760C2 (en) * | 2014-07-29 | 2016-07-10 | Николай Евгеньевич Староверов | Missile and method for its operating |
RU2610831C1 (en) * | 2016-04-19 | 2017-02-16 | Акционерное общество "Конструкторское бюро приборостроения им. академика А.Г. Шипунова" | Method for estimating parameters of object's trajectory |
RU2655516C1 (en) * | 2017-04-18 | 2018-05-28 | 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 | Passive homing head |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005130878A (en) | 2007-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2303229C1 (en) | Method for formation of stabilization and homing signal of movable carrier and on-board homing system for its realization | |
US4589610A (en) | Guided missile subsystem | |
US8204677B2 (en) | Tracking method | |
AU2011258700B2 (en) | Determining spatial orientation information of a body from multiple electromagnetic signals | |
US7218273B1 (en) | Method and device for boresighting an antenna on a moving platform using a moving target | |
US8258999B2 (en) | System and method for roll angle indication and measurement in flying objects | |
US7425918B2 (en) | System and method for the measurement of full relative position and orientation of objects | |
US7537181B2 (en) | Guidance system | |
EP2946163B1 (en) | A missile seeker and guidance method | |
CN110741272B (en) | Radio beacon system | |
RU2488137C2 (en) | Method for integrating direction finding signals of viewing object of inertial and radar discriminators and system for realising said method | |
Bai et al. | The study of guidance performance of a phased array seeker with platform | |
RU2387056C2 (en) | Method to generate signals for inertial control over direction of antenna mirror towards stationary object of sighting with simultaneous generation of signals of independent self-guidance of movable object towards stationary object of signting during rotation of antenna base rigidly fixed inside stationary carrier housing spinning in bank and system to this end | |
RU2375679C2 (en) | Inertial-satellite navigation, orientation and stabilisation system | |
RU2253820C2 (en) | Mobile antiaircraft guided missile system | |
RU2442185C2 (en) | Method of signal formation for inertial location of specified authentication objects and the inertial discriminator of location signals used for the performance of the above method | |
RU2282287C1 (en) | Antenna device with linear polarization | |
RU2498193C2 (en) | Method of inertial auto-tracking of specified object of viewing and system for its implementation | |
RU2526790C2 (en) | Method of generating compensation signal for phase distortions of received signals reflected from irradiated viewing object with simultaneous inertial direction-finding and inertial autotracking thereof and system therefor | |
RU2814291C2 (en) | Anti-missile guidance method | |
US20240128993A1 (en) | Coordinate Frame Projection Using Multiple Unique Signals Transmitted from a Localized Array of Spatially Distributed Antennas | |
RU2117902C1 (en) | Method of target indication by direction for system of guidance of controlled object | |
Nemec et al. | Rough North Correction Estimation Algorithm Based on Terrain Visibility | |
Krasil’shchikov et al. | Analysis of conditions for ensuring operation of an intertial satellite navigation system of an unmannded aerial vehicle during interference | |
Zhao et al. | Research on Pointing Acquisition Tracking Technology of Shipborne Laser Communication |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141006 |