RU2444757C1 - Device for determination of coordinates of moving targets - Google Patents

Device for determination of coordinates of moving targets Download PDF

Info

Publication number
RU2444757C1
RU2444757C1 RU2010131796/07A RU2010131796A RU2444757C1 RU 2444757 C1 RU2444757 C1 RU 2444757C1 RU 2010131796/07 A RU2010131796/07 A RU 2010131796/07A RU 2010131796 A RU2010131796 A RU 2010131796A RU 2444757 C1 RU2444757 C1 RU 2444757C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unit
target
coordinate system
output
parameters
Prior art date
Application number
RU2010131796/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Валерьевич Мякиньков (RU)
Александр Валерьевич Мякиньков
Дарья Михайловна Смирнова (RU)
Дарья Михайловна Смирнова
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева (НГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева (НГТУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева (НГТУ)
Priority to RU2010131796/07A priority Critical patent/RU2444757C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2444757C1 publication Critical patent/RU2444757C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: radio engineering.
SUBSTANCE: in addition, device for determining coordinates of moving targets includes antenna forming the beams in elevation plane, receiving device of elevation goniometric channel, measuring unit of direction of input of the signal reflected from the target in elevation plane, conversion unit of angles for the turned coordinate system and conversion unit of trajectory parameters from the turned coordinate system to initial coordinate system; at that the antenna forming beams in elevation plane is connected in series to the receiving device of elevation goniometric channel, with measuring unit of target position angle and conversion unit of angles for the turned coordinate system; input of conversion unit of trajectory parameters from the turned coordinate system to the initial coordinate system is connected to the output of calculation unit of the initial approximation of trajectory parameters, and output - to the final calculation unit of trajectory parameters.
EFFECT: determination of position of the target the trajectory of which has arbitrary inclination to horizontal plane with the accuracy equal to potentially anticipated accuracy.
8 dwg

Description

Изобретение относится к радиолокации, в частности к методам восстановления траектории цели в бистатической радиолокации с обнаружением "на просвет", например, в наземно-космических радиолокационных комплексах. The invention relates to radar, and more particularly to methods for the recovery target trajectory in bistatic radar with the detection of "transmission", for example, a ground-space radar systems.

Известно устройство для определения параметров движения цели, патент РФ №2124220, МПК G01S 13/06, опубликован 27.12.1998 г., авторы: Бляхман А.Б., Ковалев Ф.Н., Рындык А.Г. A device for determining parameters of movement purpose RF patent №2124220, IPC G01S 13/06, published 27.12.1998, the authors: Blyakhman AB, Kovalev FN, Ryndyk AG Работа устройства основана на приеме зондирующего сигнала и сигнала вторичного излучения цели, выделения низкочастотного сигнала биений путем детектирования интерференционного сигнала (суммы прямого сигнала передатчика и отраженного от цели сигнала), измерении доплеровской частоты и направления прихода отраженного от цели сигнала по интерференционному сигналу, экстраполяции измеряемых первичных параметров и вычислении момента времени пересечения целью линии базы. Operation is based on receiving the probe signal and the secondary emission target signal, allocating a baseband signal beats by detecting an interference signal (the sum of the direct signal transmitter and the signal reflected from target) measuring the Doppler frequency and the direction of arrival of reflected from a target of the interference signal signal extrapolation of measured primary parameters and calculating the moment of crossing the line time base purpose. Применение ряда операций и преобразований позволяет определять местоположение цели до пересечения ею линии базы. The use of a number of operations and transformations allows to determine the target location to the intersection of its base line. Это достигается за счет экстраполяции измеряемых функциональных зависимостей f (t) - частоты Доплера от времени и α(t) - углового направления на цель от времени, и, тем самым, определения экстраполированного момента времени пересечения целью линии базы из условия равенства нулю экстраполированных функциональных зависимостей. This is accomplished by extrapolation of the measured functional relationships f (t) - Doppler frequency on the time and α (t) - the angular direction of the target from time to time, and thereby determining the extrapolated points crossing time order base line of the condition of zero extrapolated functional dependencies. Таким образом, используя несколько измеряемых значений f и α, в этом способе производится экстраполяция зависимостей f (t) и α(t), по которым определяется момент времени пересечения целью линии базы до прихода к ней цели и во время нахождения ее в зоне режекции доплеровских фильтров. Thus, using several measured values f and α, in this method, the extrapolation dependencies f (t) and α (t), which is determined by the point of intersection of the time order base line before coming to its objectives and during finding it in the zone Doppler notch filters. Пространственные координаты цели однозначно находятся как координаты точки пересечения поверхности положения (поверхности равных фаз или суммарных дальностей) и линии направления на цель из приемной позиции (линии пеленга). The spatial coordinates of the target are uniquely determined as the coordinates of the point of intersection of the surface position (equal phase surface or summary ranges) and line direction of the target from the receiving position (bearing line).

Описанное устройство характеризуется значительным ростом ошибки измерения дальности до цели в окрестности линии базы системы, что связано с высокой чувствительностью измерений к отклонениям угловой координаты и отклонениям поверхности положения (поверхности равных фаз или суммарных дальностей) в непосредственной близости от линии базы, а также недостаточно высокой точностью определения местоположения цели по сравнению с потенциально достижимой точностью. The device described is characterized by a significant increase in error of measurement target range in the vicinity of the line system base that is connected with a high sensitivity measurements to deviations corner coordinates and deviations of the position surface (equal phase surface or total distances) in the vicinity of the base line, as well as insufficient precision determine the location of the target compared to the potentially achievable accuracy.

В качестве прототипа принято устройство для определения параметров движения объекта, патент РФ №2154840, МПК G01S 13/06, опубликован 20.08.2000 г., авторы: Бляхман А.Б, Ковалев Ф.Н., Рындык А.Г., Сидоров С.Б. As a prototype device adopted to determine the object parameters, RF Patent №2154840, IPC G01S 13/06, published 20.08.2000, the authors: Blyakhman AB, Kovalev FN, Ryndyk AG, Sidorov C .B. Данное устройство содержит передающую позицию и в удаленной от нее точке приемную позицию, состоящую из антенны, соединенной с приемным устройством (включающим в себя два канала, каждый из которых состоит из последовательного соединения приемника, детектора и фильтра низкой частоты (ФНЧ)), выход которого соединен с входами блока измерения доплеровской частоты и входами блока измерения направления прихода отраженного от цели сигнала (по интерференционному сигналу), блока экстраполяции измеряемых параметров, один из входов которого соеди This device comprises a transmitting position and remote from it at a receiving position, consisting of an antenna connected to the receiving device (comprising two channels, each of which consists of the series connection of the receiver, detector and low pass filter (LPF)), the output of which connected to the inputs of the measurement unit and a Doppler frequency measurement unit inputs the direction of arrival of the signal reflected from the target (as an interference signal), block extrapolation of the measured parameters, one of whose inputs Cpd нен с выходом блока измерения доплеровской частоты, второй вход - с выходом блока измерения направления прихода отраженного от цели сигнала, а выход блока экстраполяции измеряемых параметров соединен с входом блока вычисления момента времени пересечения целью линии базы, блока определения поверхности положения, один из входов которого соединен с выходом блока вычисления момента времени пересечения целью линии базы, второй вход - с выходом блока экстраполяции измеряемых параметров, а выход - с одним из входов блока вычисления начального nen yield measurement unit Doppler frequency, the second input - to the output measuring unit of direction of arrival signal reflected from the target, and an output unit extrapolation of measured parameters connected with the input of calculating the moment of crossing time block purpose base line determination unit surface position, one of whose inputs is connected a yield calculation unit crossing time points in order base line, the second input - to the output unit extrapolation of the measured parameters, and an output - to one of the inputs the initial calculation unit приближения траекторных параметров, другой вход которого соединен с выходом блока измерения направления прихода отраженного от цели сигнала, при этом выход блока вычисления начального приближения траекторных параметров соединен с входом блока конечного вычисления (уточнения) траекторных параметров, другие входы которого соединены соответственно с выходом блока определения статистических характеристик ошибок измерения доплеровской частоты и направления прихода отраженного от цели сигнала, а также выходом блока измерения направлен approximation trajectory parameters, the other input of which is connected to the output measuring unit direction of arrival of the signal reflected from the destination at the output of the trajectory parameters calculating an initial approximation unit connected to the input end calculation unit (clarification) trajectory parameters, the other inputs of which are respectively connected to the output of determining the statistical measuring characteristics of the Doppler frequency error and the direction of arrival of the signal reflected from the target, and the output measuring unit directed ия прихода отраженного от цели сигнала и выходом блока измерения доплеровской частоты, при этом выходом всего устройства является выход блока конечного вычисления траекторных параметров. Ia arrival of the reflected signal from the target and output the Doppler frequency measuring unit, wherein the output device is output only final calculation of the trajectory of the parameter block.

В этом устройстве осуществляется прием зондирующего сигнала и сигнала вторичного излучения цели, выделение из них низкочастотного сигнала биений путем детектирования интерференционного сигнала, измерение доплеровской частоты (частоты биений) сигнала, например путем измерения моментов времени переходов его напряжения через нуль, измерение направления прихода отраженного от цели сигнала (по интерференционному сигналу), например моноимпульсным методом по соотношению амплитуд интерференционного сигнала в парциальных каналах, фазовым This device is sending the probing signal and the secondary emission target signal, the selection of these low frequency by detecting the beat interference signal of the signal, measuring the Doppler frequency (beat frequency) signal, for example by measuring the time instants transitions its voltage passes through zero, the measurement of the direction of arrival of the reflected from the target signal (as an interference signal), e.g. monopulse method by the ratio of the amplitudes of the interference signal in the partial channels, the phase способом или сканированием луча антенны по максимуму значений огибающей сигнала на выходе фильтра низкой частоты [Теоретические основы радиолокации / под ред. method or the beam scanning antenna for the maximum values ​​of the signal envelope at the output of low pass filter [Theoretical bases radar / ed. Я.Д.Ширмана. Ya.D.Shirmana. М.: Советское Радио, 1970. С.274-310]. M .: Soviet Radio, 1970. S.274-310].

Определение параметров движения цели в этом устройстве условно можно разделить на два этапа. Determination of target motion parameters in this device can be divided into two stages. На первом из них по измеренным значениям частоты Доплера f (t) и угловой координаты цели α(t) (азимута цели) происходит предварительная оценка местоположения цели, другими словами, находится начальное приближение траекторных параметров, а на втором - уточнение ее в соответствии с критерием максимального правдоподобия. At first, the measured values of the Doppler frequency f (t) and the angular coordinates of the target α (t) (target azimuth) occurs preliminary evaluation target location, in other words, there is an initial approximation of the trajectory parameters, and the second - update it according to the the maximum likelihood criterion.

До пересечения целью линии базы предварительная оценка траекторных параметров осуществляется путем экстраполяции измеряемых функциональных зависимостей f (t) - частоты Доплера от времени и α(t) - углового направления на цель от времени, определения момента времени пересечения целью линии базы из условия равенства нулю экстраполированных функциональных зависимостей, оценки суммарной дальности и нахождения точки пересечения поверхности положения (поверхности равных суммарных дальностей) и направления на цель (линии пеленга цели). Before crossing the purpose base preliminary assessment of trajectory parameters of the line is carried out by extrapolating the measured functional relationships f (t) - Doppler frequency on the time and α (t) - the angular direction of the target from time to time, determining when crossing time order base line of the condition of zero extrapolated functional dependencies, the total evaluation range, and finding the intersection point of the position (equal to the total surface ranges) of the surface and the direction to the target (target bearing lines). После пересечения целью линии базы оценка суммарной дальности может быть получена путем непосредственного интегрирования измеренной зависимости f (f). After crossing the goal line basis total score range may be obtained by directly integrating the measured dependence of f (f).

Для получения уточненных в соответствии с критерием максимального правдоподобия оценок траекторных параметров цели может использоваться, например, итерационный алгоритм. For refined in accordance with the criterion of maximum likelihood estimates of target trajectory parameters can be used, for example, an iterative algorithm. При этом предварительно вычисляются статистические характеристики ошибок измерения первичных параметров (доплеровской частоты и направления прихода отраженного от цели сигнала). In this pre-computed statistical characteristics of the primary parameters of measurement errors (Doppler frequency and direction of arrival of the signal reflected from the target).

Устройство, взятое в качестве прототипа, характеризуется резким ухудшением точности определения координат цели экстраполяционным алгоритмом с предварительной оценкой суммарной дальности при изменении высоты полета цели в процессе ее движения. The apparatus, taken as a prototype, is characterized by a sharp deterioration in the accuracy of determining target coordinates extrapolation algorithm with a preliminary estimate of the total range when changing the height of flight target during its motion. При увеличении наклона траектории в вертикальной плоскости момент, когда цель находится на кратчайшем расстоянии от линии базы, все более отличается от момента, когда азимут цели равен нулю. By increasing the inclination of the trajectory in a vertical plane when the target is at the shortest distance from the base line, all the more different from when the target azimuth is zero. А при движении цели по траектории, нормальной к плоскости (x, y), азимут вообще не обращается в ноль. And when driving purposes along a path normal to the plane (x, y), the azimuth does not vanish. При этом точность оценок начального приближения может оказаться недостаточной для схождения итерационной процедуры к глобальному максимуму функции правдоподобия. The accuracy of the initial estimates for may not be sufficient for the convergence of the iterative procedure to a global maximum of the likelihood function.

Предлагаемое устройство позволяет устранить этот недостаток. The proposed device allows to eliminate this drawback. Это достигается тем, что в устройство, содержащее передающую позицию и в удаленной от нее точке приемную позицию, состоящую из антенны, соединенной с приемным устройством азимутального угломерного канала, выходы которого соединены с входами блока измерения доплеровской частоты и входами блока измерения направления прихода отраженного от цели сигнала в азимутальной плоскости, блока экстраполяции измеряемых параметров, один из входов которого соединен с выходом блока измерения доплеровской частоты, а выход блока экстраполяции измеряем This is achieved in that the device comprising a transmitting position and remote from it at a receiving position, consisting of an antenna coupled to a receiver azimuthal angle measuring channel outputs are connected to unit measuring unit Doppler frequency and inputs the inputs of measuring the direction of arrival of the reflected from the target signal in the azimuthal plane, the measured parameters extrapolation block, one of whose inputs is connected to the output of the Doppler frequency measuring unit and the output unit extrapolation measure ых параметров соединен с входом блока вычисления момента времени пересечения целью линии базы, блока определения поверхности положения, один из входов которого соединен с выходом блока вычисления момента времени пересечения целью линии базы, второй вход - с выходом блока экстраполяции измеряемых параметров, а выход - с одним из входов блока вычисления начального приближения траекторных параметров, при этом входы блока вычисления траекторных параметров соединены соответственно с блоком определения статистических характеристик ошибок s parameters connected with an input unit for calculating the points of intersection of the time order base line determination unit surface position, one input of which is connected to the output calculation unit since crossing time order base line, the second input - to the output of the measured parameters extrapolation block, and output - with one inputs of the block of calculating an initial approximation of the trajectory parameters, the input parameters of the trajectory calculation unit connected respectively to the statistical error detecting unit characteristics измерения доплеровской частоты и направления прихода отраженного от цели сигнала, с блоком измерения доплеровской частоты, блоком измерения направления прихода отраженного от цели сигнала в азимутальной плоскости, причем выходом всего устройства является выход блока вычисления траекторных параметров, введены антенна, формирующая лучи в угломестной плоскости, приемное устройство угломестного угломерного канала, блок измерения направления прихода отраженного от цели сигнала в угломестной плоскости, блок пересчета углов для повернут Measurement of the Doppler frequency and the direction of arrival of the signal reflected from targets with a Doppler frequency measurement unit, the direction of arrival measurement unit signal reflected from the target in the azimuth plane, wherein the output of the whole device is output trajectory parameters calculating unit introduced antenna forming beams in elevation plane, the receiving approach elevation goniometric channel device unit measuring the direction of arrival of the signal reflected from the target in the plane of elevation, angle recalculation unit to turn й системы координат и блок пересчета траекторных параметров из повернутой системы координат в исходную систему координат, причем антенна, формирующая лучи в угломестной плоскости, соединена с приемным устройством угломестного угломерного канала, которое, в свою очередь, последовательно соединено с блоком измерения направления прихода отраженного от цели сигнала в угломестной плоскости и блоком пересчета углов для повернутой системы координат, другой вход которого соединен с выходом блока измерения направления прихода отраженного о th coordinate system and block translation of trajectory parameters of the rotated coordinate system in the reference coordinate system, the antenna forming beams in the elevation plane, is connected with a receiver approach elevation angle measuring channel, which in turn is connected in series with the measurement direction of arrival block reflected from the target signal in the elevation plane and angle recalculation unit to a rotated coordinate system, the other input of which is connected to the output measuring unit of the direction of arrival of the reflected цели сигнала в азимутальной плоскости, а два выхода соединены с входами блока экстраполяции измеряемых параметров и блока вычисления начального приближения траекторных параметров; the target signal in the azimuthal plane, and two outputs connected to inputs of an extrapolation block measured parameters and initial approximation calculation unit trajectory parameters; входы блока определения статистических характеристик ошибок измерения доплеровской частоты и направления прихода отраженного от цели сигнала соединены с выходами блоков измерения направления прихода отраженного от цели сигнала в азимутальной и угломестной плоскостях соответственно и выходом блока измерения доплеровской частоты; input determination unit statistical measurement errors and Doppler frequency characteristics of the direction of arrival of the signal reflected from a target connected to the outputs of blocks measuring the direction of arrival of the signal reflected from the target in azimuth and elevation planes, respectively, and output the Doppler frequency measurement unit; вход блока пересчета траекторных параметров из повернутой системы координат в исходную систему координат соединен с выходом блока вычисления начального приближения траекторных параметров, а выход - с блоком вычисления траекторных параметров; input conversion unit trajectory parameters of the rotated coordinate system in the reference coordinate system coupled to an output of calculating an initial approximation unit trajectory parameters, and output - with a calculating unit trajectory parameters; выход блока измерения направления прихода отраженного от цели сигнала в угломестной плоскости соединен с блоком вычисления траекторных параметров. output measuring unit direction of arrival of the signal reflected from the target in the elevation plane is connected to the calculation of trajectory parameter block.

Применение новых блоков и связей позволило строить с приемлемой точностью траектории, имеющие произвольный наклон к плоскости (x, y). Application of new blocks and connections possible to construct a reasonably accurate path having an arbitrary inclination to the plane (x, y). Это достигается за счет использования информации об угломестном положении цели (возможность измерения угла места появляется после введения дополнительного блока), а также путем осуществления дополнительных преобразований над первичными измеряемыми параметрами (азимутом и углом места цели) и начальными приближенными значениями координат цели. This is achieved by using information about the elevation position of the target (the possibility of measuring the elevation angle appears after administration of the additional unit) and by performing additional transformations of the primary measured parameters (azimuth and target elevation angle) and the initial approximate values ​​of target coordinates.

Сравнение предложенного технического решения с другими известными источниками патентной и научно-технической документации показывают, что в них отсутствуют технические решения, позволяющие в бистатической просветной радиолокационной системе (БРЛС) достигнуть такого технического результата - определения местоположения цели, траектория которой имеет произвольный наклон к горизонтальной плоскости (x, y), с точностью, близкой к потенциально достижимой точности. Comparison of the proposed technical solutions with other known sources of patent and scientific-technical documents show that they lack the technical solutions enabling a bistatic luminal radar system (radar) reach such a technical result - the positioning target whose trajectory has an arbitrary inclination to the horizontal plane ( x, y), with an accuracy close to potentially achievable accuracy.

Для более полного понимания изложенной сущности заявляемого устройства следует обратиться к нижеследующему описанию и чертежам, иллюстрирующим изобретение. For a more complete understanding of the essence of the claimed device described should be made to the following description and the drawings illustrating the invention.

На фиг.1 представлена функциональная схема заявляемого устройства, когда определение направления прихода отраженного от цели сигнала осуществляется моноимпульсным методом с двумя пространственными каналами. 1 is a functional diagram of the inventive apparatus where the determination of direction of arrival of the signal reflected from the target monopulse method is carried out with two spatial channels. На чертеже введены следующие обозначения: In the drawing, the following notation:

1 - передающая позиция; 1 - transmitting position;

2 - антенна приемной позиции, формирующая лучи (2.1 и 2.2) в азимутальной плоскости; 2 - reception antenna position forming beams (2.1 and 2.2) in the azimuthal plane;

2′ - антенна приемной позиции, формирующая лучи (2′.1 и 2′.2) в угломестной плоскости; 2 '- reception antenna position forming beams (2'.1 and 2'.2) in the elevation plane;

3 и 3′ - приемник; 3 and 3 '- receiver;

4 и 4′ - детектор; 4 and 4 '- the detector;

5 и 5′ - ФНЧ; 5 and 5 '- LPF;

6 - блок измерения направления прихода отраженного от цели сигнала в азимутальной плоскости; 6 - unit measuring the direction of arrival of the signal reflected from the target in the azimuth plane;

6′ - блок измерения направления прихода отраженного от цели сигнала в угломестной плоскости; 6 '- measuring unit arrival direction signal reflected from the target in the elevation plane;

7 - блок измерения доплеровской частоты f ; 7 - measurement unit Doppler frequency f ∂;

8 - блок экстраполяции измеряемых параметров (зависимостей доплеровской частоты и угловых координат цели α, β от времени); 8 - block extrapolation of measured parameters (Doppler frequency dependency and target angular coordinates α, β of time);

9 - блок вычисления момента времени пересечения целью линии базы; 9 - calculating unit crossing time points purpose base line;

10 - блок определения поверхности положения; 10 - a block determining the position of the surface;

11 - блок вычисления начального приближения траекторных параметров; 11 - unit calculating an initial approximation of the trajectory parameters;

12 - блок определения статистических характеристик ошибок измерения доплеровской частоты и направления прихода отраженного от цели сигнала; 12 - a block determining the statistical characteristics of the measurement errors and Doppler frequency direction of arrival of the signal reflected from the target;

13 - блок вычисления траекторных параметров; 13 - calculating unit trajectory parameters;

14 - блок пересчета азимута и угла места цели (α, β) для повернутой системы координат; 14 - block translation and azimuth angle target space (α, β) to a rotated coordinate system;

15 - блок пересчета траекторных параметров из повернутой системы координат в исходную систему координат. 15 - Conversion unit trajectory parameters of the rotated coordinate system in the reference coordinate system.

На фиг.2 представлена функциональная схема устройства-прототипа с определением направления прихода отраженного от цели сигнала моноимпульсным методом с двумя пространственными каналами, где использованы те же, что и на фиг.1, обозначения. 2 is a functional diagram of the device-prototype with the definition of the direction of arrival of the reflected target signal from the monopulse method two spatial channels, where the same are used as in Figure 1 designate.

На фиг.3 приведены основные геометрические соотношения для предлагаемого устройства, показаны связанная с ним декартова система координат xyz и возможная движущаяся цель. Figure 3 shows the basic geometrical relationships for proposed device displays the related Cartesian coordinate system xyz and the possible moving target. На фиг.3 обозначено: 3 denotes:

П - передающая позиция (расположена в точке с координатами (b;0;0)); P - transmitting the position (located at coordinates (b; 0; 0));

Пр - приемная позиция (расположена в точке с координатами (0;0;0)); Pr - receiving position (located at coordinates (0, 0, 0));

b - расстояние от передающей позиции до приемной позиции (база системы); b - the distance from the transmitting positions to the receiving position (base system);

Ц - движущаяся цель; C - a moving target;

x, y, z - координаты цели в декартовой системе координат; x, y, z - target coordinates in a Cartesian coordinate system;

Figure 00000001
- вектор, начало которого расположено в точке расположения приемной позиции (b;0;0), а конец - в точке расположения цели (x,y,z); - vector, the beginning of which is arranged at the location of the receiving position (b; 0; 0), and the end - at the target location (x, y, z);

Figure 00000002
- вектор, начало которого расположено в точке расположения передающей позиции (0;0;0), а конец - в точке расположения цели (x,y,z); - vector, the beginning of which is arranged at the location of the transmitting position (0, 0, 0), and the end - at the target location (x, y, z);

АВ - траектория цели; AB - the trajectory of the target;

CD - проекция траектории на горизонтальную плоскость; CD - the projection of the trajectory on the horizontal plane;

Figure 00000003
- вектор скорости цели, где V x , V y , V z - проекции вектора скорости на оси x, y, z; - target velocity vector, where V x, V y, V z - projection of the velocity vector on the x-axis, y, z;

φ - угол наклона траектории в горизонтальной плоскости по отношению к линии базы системы; φ - the angle of inclination of the trajectory in the horizontal plane relative to the base line of the system;

ψ - угол наклона траектории в вертикальной плоскости; ψ - slope in a vertical plane;

Figure 00000004
- бистатический угол (угол между векторами - bistatic angle (the angle between the vectors
Figure 00000001
и and
Figure 00000002
); );

х П - точка пересечения целью линии базы. x P - point of intersection of the purpose of the base line.

На фиг.4, а, б приведена геометрическая иллюстрация процедуры поворота системы координат xyz и возможная движущаяся цель. 4 a, b shows the geometrical illustration of the coordinate system xyz and the rotation procedure possible moving target. На фиг.4, а, б обозначено: 4, b indicated:

x, y, z - исходная система координат, ось x направлена из точки расположения приемной позиции на передающую; x, y, z - the initial coordinate system, x-axis is directed from the location of the receiving point to the transmitting position;

x, y′, z′ - декартова система координат, повернутая на угол θ вокруг оси x; x, y ', z' - Cartesian coordinate system rotated through an angle θ about the x axis;

Figure 00000005
- радиус-вектор цели; - the radius vector of the target;

Figure 00000006
- проекция радиус-вектора на плоскость (y, z); - the projection of the radius vector on the plane (y, z);

Figure 00000007
- вектор скорости цели; - target speed vector;

Figure 00000008
- проекция вектора скорости на плоскость (х, y); - projection of the velocity vector onto the plane (x, y);

φ - угол наклона траектории в плоскости (х, y); φ - the angle of inclination of the trajectory in a plane (x, y);

Ψ - угол наклона траектории в плоскости (y, z); Ψ - slope in a plane (y, z);

α и β - азимут и угол места цели в исходной системе координат; α and β - azimuth and elevation angle of the target in the original coordinate system;

γ - угол между радиус-вектором цели и осью x (остается неизменным при повороте системы координат вокруг оси x); γ - the angle between the radius and the axis of the target vector x (remains unchanged upon rotation of the coordinate system around the x axis);

ξ - угол между проекцией радиус-вектора цели на плоскость (y, z) и осью z, ξ - the angle between the projection of the radius vector on the target plane (y, z) and the axis z,

ξ′ - угол между проекцией радиус-вектора цели на плоскость (y, z) и осью z′ повернутой системы координат. ξ '- the angle between the projection of the radius vector on the target plane (y, z) and the axis z' coordinate system rotated.

Римскими цифрами показаны номера квадрантов системы координат (y, z). Roman numerals show numbers quadrants of the coordinate system (y, z). Круговой стрелкой показано положительное направление отсчета углов. Circular arrow shows the positive direction of the angles.

На фиг.5 приведена блок-схема алгоритма вычисления угла поворота системы координат θ и пересчета азимута α и угла места β цели в повернутую систему координат. 5 shows a flowchart of calculating the rotation angle θ and the coordinate system conversion azimuth and elevation angle α β purpose in rotated coordinate system. Практически для обеспечения приемлемой точности оценки начального приближения достаточно выполнить N=5…10 итераций. Practically acceptable accuracy for estimation of the initial approximation sufficiently fulfill N = 5 ... 10 iterations.

На фиг.6 приведены графики, иллюстрирующие результаты моделирования работы предлагаемого устройства. 6 shows graphs illustrating simulation results of operation of the device. При этом считается, что передающая позиция расположена в точке с координатами (b;0;0), а приемная - в точке с координатами (0;0;0), длина линии базы b=40 км. It is assumed that the transmitting position is at coordinates (b; 0; 0), and the receiving - at coordinates (0, 0, 0), the base line length b = 40 km. На фиг.6 отдельно показаны две траектории цели (I и II) для двух различных углов наклона к горизонтальной плоскости, при этом для каждого случая приведены истинная траектория движения цели (позиция 1) и траектория, полученная по измеренным значениям α, β, f и вычисленным в устройстве траекторным параметрам (позиция 2). Figure 6 shows two separate target trajectory (I and II) for two different angles of inclination to the horizontal plane, wherein in each case given the true motion trajectory of the target (position 1) and the trajectory obtained from the measured values of α, β, f and the calculated trajectory in the device parameters (position 2).

На фиг.7 изображены зависимости ошибок определения координаты x от значения ординаты у цели, рассчитанные для траектории движения I (фиг.6) с параметрами: х П =15 км; Figure 7 shows plots of errors in the determination coordinate value x ordinate of the target calculated for the motion path I (Figure 6) with the parameters: x n = 15 km; φ=60°; φ = 60 °; ψ=30°; ψ = 30 °; h=1 км (на момент пролета над базой); h = 1 km (at the time of passage over the base); V=100 м/с. V = 100 m / s. Сплошной линией (позиция 1) изображен график зависимости среднеквадратического отклонения (СКО) ошибок измерения координаты x, соответствующего потенциально достижимой точности. The solid line (item 1) shows a graph of the standard deviation (RMS) error of measurement coordinates x, corresponding potentially achievable accuracy. Пунктирной линией изображены суммарные ошибки измерения координаты x The dotted line shows the total measurement error coordinates x

Figure 00000009
, где m x - смещение оценки координаты, σ х - СКО оценки координаты, полученные по результатам моделирования работы заявляемого устройства для 1000 независимых реализаций входных данных и тех же параметров системы и траектории, что и первый график (позиция 2). Where m x - coordinate offset estimates, σ x - MSE estimates coordinates obtained by the results of simulating the operation of the claimed device for 1,000 independent implementations input data and the same system parameters and the trajectory as the first graph (position 2).

На фиг.8 изображены зависимости ошибок определения координаты x в зависимости от значения ординаты у цели, рассчитанные для траектории движения II (фиг.6) с параметрами: х П =30 км; Figure 8 shows plots of errors in determining the coordinates x according to the value of the ordinate at the target trajectory calculated for II (6) with the parameters: x n = 30 km; φ=60°; φ = 60 °; ψ=-60°; ψ = -60 °; h=1 км (на момент пролета над базой); h = 1 km (at the time of passage over the base); V=100 м/с. V = 100 m / s. Сплошной линией (позиция 1) изображен график зависимости СКО ошибок измерения координаты x, соответствующего потенциально достижимой точности. The solid line (item 1) shows a graph of the standard deviation of measurement errors coordinates x, corresponding potentially achievable accuracy. Пунктирной линией изображены суммарные ошибки измерения координаты x The dotted line shows the total measurement error coordinates x

Figure 00000009
, полученные по результатам моделирования работы заявляемого устройства для 1000 независимых реализаций входных данных и тех же параметров системы и траектории, что и первый график (позиция 2). Obtained by the results of simulating the operation of the claimed device for 1,000 independent implementations input data and the same system parameters and the trajectory as the first graph (position 2).

Предлагаемое устройство с определением направления прихода отраженного от цели сигнала моноимпульсным методом с двумя пространственными каналами (фиг.1) состоит из передающей позиции 1 и, в удаленной от источника излучения точке, приемной позиции. The proposed apparatus with the definition of the direction of arrival of the reflected target monopulse method with two spatial channels of the signal (1) consists of a transmitting station 1 and a point remote from the source of radiation, receiving position. Приемная позиция, в свою очередь, состоит из двух антенн, формирующих лучи соответственно в азимутальной плоскости (2) и угломестной плоскости (2′), каждая имеет два выхода, каждый из которых соединен с входом последовательного соединения приемника (3 и 3′), детектора (4 и 4′) и ФНЧ (5 и 5′). The receiving position, in turn, consists of two antennas forming the beams respectively in the azimuthal plane (2) and the elevation plane (2 '), each having two outputs, each of which is connected to the input of a serial receiver of the compound (3 and 3'), the detector (4, 4 ') and a lowpass filter (5, 5'). Приемник, детектор и ФНЧ каждого угломерного канала образуют вместе приемное устройство соответствующего угломерного канала. The receiver, detector and LPF goniometric each channel together form the receiving apparatus corresponding goniometric channel. Выходы ФНЧ 5 соединены с соответствующими входами блока 6 измерения направления прихода отраженного от цели сигнала в азимутальной плоскости и блока 7 измерения доплеровской частоты. LPF 5 outputs connected to respective inputs of the measurement unit 6, the direction of arrival of the reflected signal from the target in the azimuth plane and the measuring unit 7, a Doppler frequency. Выходы ФНЧ 5′ соединены с соответствующими входами блока 6′ измерения направления прихода отраженного от цели сигнала в угломестной плоскости. The outputs of LPF 5 'are connected to respective inputs of unit 6' measuring the direction of arrival of the signal reflected from the target in elevation plane. Выходы блоков измерения направления прихода отраженного от цели сигнала в азимутальной и угломестной плоскости соответственно 6 и 6′, последовательно соединены с блоком 14 пересчета измерений азимута и угла места цели для повернутой системы координат и блоком 7 измерения доплеровской частоты. The outputs of the direction of arrival measure blocks the reflected signal from the target in azimuth and elevation planes, respectively, 6 and 6 'are connected in series with the translation unit 14 measuring the azimuth and elevation angle of the target to a rotated coordinate system and the measuring unit 7, a Doppler frequency. Выход блока 7 измерения доплеровской частоты соединен последовательно с блоком 8 экстраполяции измеряемых параметров, блоком 9 вычисления момента времени пересечения целью линии базы, блоком 10 определения поверхности положения, блоком 11 вычисления начального приближения траекторных параметров, блоком 15 пересчета траекторных параметров из повернутой системы координат в исходную систему координат и блоком 13 вычисления траекторных параметров. Yield measuring unit 7 Doppler frequency is connected in series with the block 8 extrapolation of measured parameters calculating unit 9 points in time intersection purpose base line unit 10 determine the surface position calculation unit 11 the initial approximation of the trajectory parameters, block 15, the conversion of trajectory parameters of the rotated coordinate system to the initial coordinate system and calculating unit 13 trajectory parameters. Входы блока 13 вычисления траекторных параметров соединены с выходом блока 6, выходом блока 6′, выходом блока 7 и выходом блока 12 определения статистических характеристик ошибок измерения доплеровской частоты и направления прихода отраженного от цели сигнала, входы которого, в свою очередь, соединены с выходами блоков 6 и 6′ измерения направления прихода отраженного от цели сигнала в азимутальной и угломестной плоскости соответственно и выходом блока 7 измерения доплеровской частоты. Inputs 13 calculates trajectory parameters of the block connected to the output unit 6, output unit 6 ', the output unit 7 and output unit 12, determining statistical characteristics of the error measurement of the Doppler frequency and the direction of arrival of the signal reflected from target, whose inputs, in turn, connected to the output of block 6 and 6 'measuring the direction of arrival of the signal reflected from the target in azimuth and elevation planes, respectively, and measuring the output of the unit 7 of the Doppler frequency. При этом выход блока 14 пересчета измерений азимута и угла места цели для повернутой системы координат соединен с входом блока 8 экстраполяции измеряемых параметров и входом блока 11 вычисления начального приближения траекторных параметров, а выход блока 8 экстраполяции измеряемых параметров соединен со входом блока 10 определения поверхности положения. The yield measurements conversion unit 14 the azimuth and elevation angle objectives for a rotated coordinate system connected to the input unit 8, the extrapolation of the measured parameters and to calculate the input unit 11, an initial approximation of the trajectory parameters, and extrapolation block output 8 measured parameters connected with the input unit 10 determine the surface position. Выход блока 13 вычисления траекторных параметров является выходом всего устройства. Output unit 13 calculates trajectory parameters is the output of the entire device.

Предложенное устройство работает следующим образом. The apparatus operates as follows. Допустим, что зондирующий сигнал непрерывный, а каждая приемная антенна (2 и 2′) имеет парциальные каналы соответственно в азимутальной плоскости (2.1 и 2.2) и угломестной плоскости (2′.1 и 2′.2) (фиг.1). Assume that the probe signal continuously, and each receive antenna (2, 2 ') has a partial channels in the azimuthal plane, respectively (2.1 and 2.2) and the elevation plane (2'.1 and 2'.2) (Figure 1). При этих условиях в устройстве обеспечивается возможность измерения трех параметров сигнала, отраженного от цели: доплеровской частоты по частоте сигнала биений, образуемых при сложении отраженного от цели сигнала и прямого сигнала передатчика (эта операция осуществляется в блоке 7 измерения доплеровской частоты), угловых координат цели в азимутальной и угломестной плоскости путем сравнения амплитуд низкочастотных сигналов биений с одинаковой частотой Доплера в соответствующих парциальных каналах (блоки 6 и 6′ измерения направления Under these conditions, the device capable of measuring the three parameters of the signal reflected from the target: Doppler frequency signal of the beats generated by adding the signal reflected from the target and direct the transmitter signal (this operation is performed in the Doppler frequency measurement unit 7), the angular target coordinates in azimuth and elevation planes by comparing the amplitudes of the low frequency of the beat signal at the same Doppler frequency in a corresponding partial channel (blocks 6 and 6 'measuring directions рихода отраженного от цели сигнала в азимутальной и угломестной плоскости соответственно). rihoda signal reflected from the target in azimuth and elevation planes respectively).

Рассмотрим возможность определения по измеренным значениям частоты Доплера f (t) и угловых координат цели α(t) и β(t) параметров траектории движения цели в заявляемом устройстве. Consider the possibility of determining the measured values of the Doppler frequency f (t) and the target angular coordinates α (t) and β (t) target movement trajectory parameters in the claimed device.

Условно работу всего устройства можно разделить на два этапа. Conventionally, the work of the entire device can be divided into two stages. На первом из них происходит предварительная оценка местоположения цели (осуществляется в блоках 1-11, 14 и 15), а на втором - уточнение ее в соответствии с критерием максимального правдоподобия (осуществляется в блоках 12-13). In the first of them there is a preliminary estimate of the target location (carried out in blocks 1-11, 14 and 15), and the second - update it according to the criterion of maximum likelihood (carried out in blocks 12-13).

Поясним основные моменты нахождения начальной оценки траекторных параметров цели в блоках 1-11, 14-15. Let us explain the finding highlights initial assessment of trajectory parameters in target blocks 1-11, 14-15. Измерения первичных параметров - доплеровской частоты f и угловых координат α и β - производятся в дискретные моменты времени через равные интервалы Т, и имеется n последовательных измерений этих параметров, произведенных в блоке 7 измерения доплеровской частоты и блоках 6 и 6′ измерения направления прихода отраженного от цели сигнала в азимутальной и угломестной плоскости соответственно. Measurements of primary parameters - Doppler frequency f and angular coordinates α and β - produced at discrete instants of time at regular intervals T, and has n successive measurements of these parameters made at measuring unit 7, a Doppler frequency and blocks 6 and 6 'measuring the direction of arrival of the reflected from the target signal in the azimuth and elevation planes respectively. Для удобства эти первичные измерения можно представить в виде вектора For convenience, these primary measurements can be represented as a vector

Figure 00000010

где Where

[.] T - знак транспонирования; [.] T - denotes transposition;

- означает оценку измеряемой величины; - means the evaluation of the measured values;

Figure 00000011
, .
Figure 00000012
, .
Figure 00000013
- оценки соответственно частоты Доплера, азимута и угла места цели в момент наблюдения t n =nT, соответствующий n-ному интервалу первичных измерений ((n-1)T, nT). - evaluation of the Doppler frequency, respectively, the azimuth and elevation angle of a target observation time t n = nT, n-Nome corresponding primary measurement interval ((n-1) T, nT).

Для получения начального приближения траекторных параметров следует использовать экстраполяционный алгоритм с предварительной оценкой суммарной дальности. For an initial approximation of the trajectory parameters to be used extrapolation algorithm with a preliminary estimate of the total range. Для получения начального приближения траекторных параметров в повернутой системе координат необходимо предварительно пересчитать в новую систему координат угловые координаты цели (α и β). For initial approximation of trajectory parameters in the rotated coordinate system must first be converted into a new coordinate system coordinates of the target angle (α and β). Угол поворота системы координат, обеспечивающий "горизонтальный" пролет цели в новой системе координат (параллельно плоскости (x, y′)), можно приближенно определить из следующего условия: The angle of rotation of the coordinate system, providing "horizontal" flying targets in the new coordinate system (parallel to the plane (x, y ')), can be approximately determined from the following conditions:

Figure 00000014

где β′(t) - угол места цели, пересчитанный в повернутую систему координат. where β '(t) - elevation angle of the target, converted into a rotated coordinate system.

Процедура поворота системы координат иллюстрируется фиг.4, б. Procedure for rotating the coordinate system illustrated in Figure 4 b. На практике необходимый угол поворота системы координат можно найти, например, методом деления пополам (фиг.5). In practice, the required angle of rotation of the coordinate system can be found, for example, by bisection (Figure 5). При этом задаются начальные значения угла поворота θ и шага его изменения Δθ и осуществляется линейная аппроксимация временной зависимости β(t) для исходной системы координат β(t)≈a β t+b β , где a β , b β - коэффициенты аппроксимации. This sets the initial values of the rotation angle θ and its change Δθ step and is carried out linear approximation of the time dependence β (t) to the original system of coordinates β (t) ≈a β t + b β, where β a, β b - approximation coefficients.

На каждой итерации вектор измерений угла места пересчитывается в новую систему координат, проводится линейная аппроксимация пересчитанных измерений At each iteration, the vector of measurements of the elevation angle is converted to a new coordinate system is carried out linear approximation recalculated measurements

Figure 00000015
, определяется направление поворота, изменяется угол поворота на величину шага с учетом направления и проводится замена коэффициента аппроксимации Determined by the rotation direction change the rotation angle on the step size given direction and being replaced coefficient approximation
Figure 00000016
. . Практически для обеспечения приемлемой точности оценки начального приближения достаточно выполнить N=5…10 итераций. Practically acceptable accuracy for estimation of the initial approximation sufficiently fulfill N = 5 ... 10 iterations.

Угол ξ между проекцией радиус-вектора цели на плоскость (y, z) и осью z находится из следующего выражения: The angle ξ between the projection of the radius vector on the target plane (y, z) and the axis z is found from the following expression:

Figure 00000017

После поворота системы координат вокруг оси x угол между проекцией радиус-вектора цели на плоскость (y, z) и осью z′ повернутой системы координат равен After turning around the axis of the coordinate system x angle between the projection of the radius vector on the target plane (y, z) and the axis z 'coordinate system is rotated

Figure 00000018

Угол γ между радиус-вектором цели и осью х не изменяется при повороте системы координат. The angle γ between the radius and the axis of the target vector x is not changed by rotation of the coordinate system. После выполнения поворота нужно пересчитать измерения азимута и угла места в повернутую систему координат: After the rotation is necessary to recalculate the measurements of azimuth and elevation in the rotated coordinate system:

Figure 00000019

В формулах (3)-(5) углы ξ, ξ′ приведены к интервалу [0, π/2]. In formulas (3) - (5) angles ξ, ξ 'given to the interval [0, π / 2]. Поэтому после пересчета азимута и угла места цели в повернутую систему координат следует учесть, в каком квадранте системы (y′, z′) окажется после поворота системы координат вектор Therefore it is necessary to consider, in which quadrant the system (y ', z') after conversion azimuth and target locations in the rotated coordinate system will be coordinate system after the rotation vector

Figure 00000020
и при необходимости изменить знаки рассчитанных углов. and if necessary, change the signs of the calculated angles.

Как известно [Теоретические основы радиолокации / под ред. As it is well known [Theoretical foundations of radar / ed. Я.Д.Ширмана. Ya.D.Shirmana. М.: Сов. M .: Sov. Радио, 1970. С.326; Radio, 1970 p.326; Справочник по радиолокации: В 4 т. / под ред. Reference radar: In 4 m / ed.. М.Сколника; M.Skolnika; пер. per. с англ. from English. под. under. общ. Society. ред. Ed. К.Н.Трофимова. K.N.Trofimova. М.: Сов. M .: Sov. Радио, 1978. Т.4. Radio, 1978. V.4. С.199], существует следующая зависимость частоты Доплера от траектории цели: P.199], there is the following relationship Doppler frequency from the target trajectory:

Figure 00000021

где Where

λ - длина волны излучения; λ - wavelength of the radiation;

r 1 (t) и r 2 (t) - зависимости модулей векторов r 1 (t) and r 2 (t) - depending modules vectors

Figure 00000022
и and
Figure 00000023
движущейся цели от времени (фиг.3); moving target from time to time (3);

L Σ (t) - суммарное расстояние передатчик - цель - приемник. L Σ (t) - total distance transmitter - objective - the receiver.

Интегрирование (6) при известной соответствующей постоянной (постоянная интегрирования, равная значению суммарной дальности на момент времени t П пролета цели над линией базы) позволяет получить зависимость L Σ (t). Integration of (6) with known appropriate constant (the integration constant, equal to the total value range for time of flight t n purpose above base line) yields the relationship L Σ (t). Если цель движется в плоскости (x, y), то значение постоянной интегрирования на момент пересечения линии базы точно известно и равно величине базы системы (L Σ (t П )=b). If the target is moving in a plane (x, y), the value of the integration constant at the time of crossing the base line is precisely known and equal to the base system (L Σ (t n) = b). Таким образом, до пересечения целью линии базы в блоке 8 производится экстраполяция доплеровской частоты для приближенного определения зависимости f (t) от времени и определение в блоке 9 момента времени пересечения целью линии базы (для этого может также использоваться и экстраполяция угловых координат). Thus, before crossing the goal line to the base block 8 is made extrapolation Doppler frequency for an approximate determination function f (t) by time and identification at block 9 time points of intersection purpose base line (this may also be used and extrapolation angular coordinates).

При движении цели на постоянной высоте необходима как экстраполяция частоты Доплера, так и азимутального и угломестного положения цели, так как в этом случае оценка момента времени пересечения линии базы может быть получена только из условия обращения в ноль азимута цели. When moving target at a constant height necessary as the extrapolation of the Doppler frequency and the azimuth and elevation position of the target, as in this case, the assessment points in the intersection of the base line of the time can only be obtained from the condition that the zero azimuth of the target. Оценка постоянной интегрирования находится по известной длине базы системы и экстраполированному значению угла места. Qualification is the integration constant from the known length of the system base and the extrapolated value of elevation angle.

Для построения с приемлемой точностью траекторий, имеющих произвольный наклон к горизонтальной плоскости, предлагается использовать следующий подход. To construct a reasonably accurate trajectories having an arbitrary inclination to the horizontal plane, it is proposed to use the following approach. Если повернуть оси y, z декартовой системы координат, связанной с наземной позицией, вокруг оси x, на которой расположены приемная и передающая позиции, так, чтобы плоскость траектории была параллельна плоскости (x, y′), где ось y′ получена поворотом оси y, то тем самым будет обеспечен "горизонтальный" пролет цели в новой системе координат (фиг.4, а, б). If we rotate the axis y, z Cartesian coordinate system related to the terrestrial position around the x axis, on which the receiving and transmitting position so that the plane trajectory parallel to the plane (x, y '), where the axis y' is obtained by rotating the axis y , by the same token will be provided by "horizontal" flight goals in the new coordinate system (Figure 4, b). При этом оценка момента времени пересечения линии базы и постоянная интегрирования могут быть получены аналогично описанному выше случаю пролета цели на постоянной высоте. The estimate of the moment of crossing the base line and the time constant of integration can be obtained similarly to the above case of the passage of the target at a constant height.

Затем в блоке 10 на основании (6) производится оценка суммарной дальности L (t) для текущего момента наблюдения. Then, in block 10, based on (6) evaluates the total distance L Σ (t) for the current instant of observation. После пересечения целью линии базы оценка L (t) может быть получена путем непосредственного интегрирования измеренной зависимости f (t) от момента t П до текущего момента наблюдения за целью. It can be obtained after crossing the goal line comprehensive evaluation L Σ (t) by direct integration (t) f measured depending on the time t n to the current moment for the purpose of observation.

По результатам измерения суммарной дальности и измерения угловой координаты начальная оценка координат цели в повернутой системе координат может быть получена как точка пересечения поверхности положения (поверхности равной суммарной дальности) и луча, проведенного из приемной позиции под измеряемыми углами прихода отраженного от цели сигнала (азимут и угол места цели), в соответствие со следующими выражениями: According to the measurement results of the total range and measuring the angular position initial evaluation target coordinates in the rotated coordinate system can be obtained as the intersection point of the surface position (surface equal to the total range), and beam conducted from the receiving position under the measured angles of arrival of the signal reflected from the target (azimuth and place the target), in accordance with the following expressions:

Figure 00000024

Знание декартовых координат цели для двух разных моментов времени позволяет определить ее скорость движения (V x , V y , V z ) согласно следующей формуле: Knowledge of Cartesian coordinates to target two different times to determine its speed (V x, V y, V z) of the following formula:

Figure 00000025

Пересчет координат цели и их производных из исходной системы координат в повернутую систему координат (блок 15) выполняется в соответствии с правилами: Count target coordinates and their derivatives of the original coordinate system in the rotated coordinate system (block 15) is performed according to the rules:

Figure 00000026

где Where

y, z, V y , V z - координаты цели и их производные в исходной системе координат; y, z, V y, V z - target coordinates and derivatives thereof in the original coordinate system;

y′, z′, y ', z',

Figure 00000027
Figure 00000028
- координаты и их производные в повернутой системе координат. - coordinates and derivatives thereof in the rotated coordinate system.

При этом значение координаты x и ее производной при повороте системы координат не изменяется. The value of x coordinates and its derivative with rotation of the coordinate system is not changed. В формулах (8) значения углов ξ′, χ′ приведены к интервалу [0, π/2], и при вычислениях необходимо определить, в каком квадранте системы координат (y, z) (фиг.4, б) находится цель, и корректно учесть знаки координат и скоростей. In formulas (8) angles ξ ', χ' are given to the interval [0, π / 2], and the calculations necessary to determine in which quadrant of the coordinate system (y, z) (Figure 4, b) is the target, and correctly take into account the signs of the coordinates and velocities.

Поясним основные моменты работы устройства на втором этапе (блоки 12-13). Let us illustrate highlights of the device in the second step (blocks 12-13). Движение цели по линейной траектории может быть полностью описано вектором параметров: target movement along a linear path can be completely described by the vector of parameters:

Figure 00000029

где Where

x n , y n , z n , V x =V cos (Ψ)cos(φ), V y =Vcos(Ψ)sin(φ), V z =Vsin(Ψ) - значения декартовых координат цели и скоростей их изменения в момент наблюдения t n (фиг.3). x n, y n, z n , V x = V cos (Ψ) cos (φ), V y = Vcos (Ψ) sin (φ), V z = Vsin (Ψ) - the value of the Cartesian coordinates purpose and rate of change the time of observation t n (Figure 3).

Местоположение цели в любой другой момент времени t i можно определить по вектору параметров Location of the target at any other time t i can be determined by the parameter vector

Figure 00000030
: :

Figure 00000031

Маневрирование цели может быть учтено путем ограничения количества троек n измерений первичных параметров, используемых для оценки вектора параметров Maneuvering target can be taken into account by limiting the number of measurements n triplets primary parameters used to estimate the parameter vector

Figure 00000030
. .

Задачей блоков 12-13 является наиболее точное определение вектора траекторных параметров The object of the blocks 12-13 is the most accurate determination of trajectory parameters of the vector

Figure 00000030
по вектору измерений Measuring vector
Figure 00000032
. . Для этого производится уточнение предварительной оценки вектора траекторных параметров в соответствие с оптимальными критериями теории оценивания. This is done by refinement of the preliminary assessment of the vector trajectory parameters in accordance with the best criteria of estimation theory. В случае использования метода максимального правдоподобия возможно использование следующей итерационной процедуры [Черняк BC Многопозиционная радиолокация. In the case of using the maximum likelihood method is possible to use the following iterative procedure [Chernyak BC The multi-radar. М.: Радио и связь, 1993. С.369]: M .: Radio and Communications, 1993. S.369]:

Figure 00000033

где Where

Figure 00000034
- оценка вектора параметров на i-й итерации, i=0, 1…n; - estimation of the parameter vector for i-th iteration, i = 0, 1, ... n;

Figure 00000035
- начальное приближение, полученное на предыдущем этапе обработки (по результатам работы блоков 1-11, 14-15); - initial approximation obtained in the previous stage of processing (based on work units 1-11, 14-15);

k - параметр, определяющий скорость сходимости итерационной процедуры; k - parameter that determines the rate of convergence of the iterative procedure;

Figure 00000036
- нелинейная векторная функция, определяемая следующими зависимостями, связывающими точные значения измеряемых параметров частоты Доплера f , азимута цели α и угла места β с точными значениями траекторных параметров: - nonlinear vector function defined by the following dependencies linking exact values of the measured parameters of the Doppler frequency f ∂, target azimuth angle α and β place with the exact values of the trajectory parameters:

Figure 00000037

Figure 00000038
- матрица размером [3n×6], каждая строка которой - градиент одной из функций - matrix of size [3n × 6], wherein each line - one function of the gradient
Figure 00000039
, .
Figure 00000040
и and
Figure 00000041
по вектору the vector
Figure 00000042
. .

R e - корреляционная матрица ошибок первичных измерений размером [3n×3n]. R e - correlation matrix of the measurement errors primary size [3n × 3n].

На практике дискретные измерения первичных параметров производятся через интервал Т, равный или превышающий интервал корреляции оценок, поэтому матрица R e - диагональная и содержит на главной диагонали значения In practice, discrete measurements of the primary parameters are made over the interval T, equal to or greater than the correlation interval count, therefore the matrix R e - diagonal and contains the main diagonal values

Figure 00000043
, .
Figure 00000044
, .
Figure 00000045
- дисперсии ошибок измерения частоты Доплера и угловых координат, полагаемых одинаковыми для всех моментов времени i: - dispersion measuring frequency errors and Doppler angular coordinates, it is believed the same for all points i of time:

Figure 00000046

В случае движения цели по траекториям, близким к линейным, оценки дисперсий ошибок измерения доплеровской частоты и угловых координат If target movement along a trajectory close to linear, the Doppler frequency estimation variances of measurement errors and angular coordinates

Figure 00000047
, .
Figure 00000048
, .
Figure 00000049
можно получить методом линейной аппроксимации временных зависимостей первичных параметров can be obtained by linear approximation of the time dependences of primary parameters
Figure 00000050
, .
Figure 00000051
и and
Figure 00000052
(блок 12). (Block 12). Измерения частоты Доплера, азимута и угла места аппроксимируются линейными полиномами: Measurements of the Doppler frequency, azimuth and elevation angle are approximated by linear polynomials:

Figure 00000053

где коэффициенты аппроксимирующих полиномов a f , b f , а α , b α , а β , b β рассчитываются в соответствии с методом наименьших квадратов [Сейдж Э., Мэлс Дж. Теория оценивания и ее применение в связи и управлении. where the coefficients of the approximating polynomials a f, b f, and α, b α, and β, b β is calculated in accordance with the least squares method [E. Sage, J. Mels. estimation theory and its application in connection with and operation. М.: Связь, 1976. С.238-250]. M .: Communications, 1976 S.238-250].

Тогда оценки дисперсий ошибок измерения первичных параметров находятся из следующих выражений: Then estimation error variance measuring primary parameters are obtained from the following expressions:

Figure 00000054

В общем виде процесс получения оценок дисперсий ошибок измерения доплеровской частоты и угловых координат In general, the process of obtaining estimates of measurement error variance of the Doppler frequency and angular coordinates

Figure 00000055
, .
Figure 00000048
, .
Figure 00000049
в результате работы блока 12 описан в изобретении «Устройство для определения параметров движения объекта», патент РФ №2154840, МПК G01S 13/06, опубликован 20.08.2000 г., авторы: Бляхман А.Б., Ковалев Ф.Н., Рындык А.Г., Сидоров С.Б. as a result of block 12 is described in the invention "Device for determining object parameters of motion", RF Patent №2154840, IPC G01S 13/06, published 20.08.2000, the authors: Blyakhman AB, Kovalev FN, Ryndyk AG, Sidorov SB

Таким образом, в каждом из двух парциальных каналов (азимутального или угломестного угломерных каналов), состоящих из последовательного соединения приемника 3 (3′), детектора 4 (4′), ФНЧ 5 (5′), происходит выделение низкочастотного колебания (сигнала биений) путем детектирования суммарного сигнала, образуемого за счет интерференции прямого сигнала передатчика 1 и сигнала, отраженного от цели. Thus, each of the two partial channels (azimuth or approach elevation goniometric channels), consisting of the series connection of the receiver 3 (3 ') of the detector 4 (4'), the LPF 5 (5 ') is released low-frequency oscillations (beat signal) by detecting a sum signal formed by interference of the direct transmitter signal 1 and signal reflected from a target. Далее с выхода азимутального угломерного канала низкочастотное колебание поступает в блок 7 измерения доплеровской частоты и блок 6 измерения направления прихода отраженного от цели сигнала в азимутальной плоскости, а с выхода угломестного угломерного канала низкочастотное колебание поступает в блок 6′ измерения направления прихода отраженного от цели сигнала в угломестной плоскости. Next, output from the azimuth angle measuring channel low-frequency oscillation is supplied to unit 7 measuring the Doppler frequency and the block 6 measuring the direction of arrival signal reflected from the target in the azimuth plane, and on the approach elevation goniometric channel output low-frequency oscillation is supplied to the block 6 'measuring the direction of arrival of the reflected from the target signal elevation plane. При рассматриваемом варианте реализации устройства угловая координата в каждом из угломерных каналов определяется путем сравнения амплитуд низкочастотных сигналов биений в парциальных каналах. In this embodiment of the device in the angular coordinate in each of the goniometric channels is determined by comparing the amplitudes of the low frequency of the beat signal in the partial channels.

Выходы блоков измерения направления прихода отраженного от цели сигнала в азимутальной и угломестной плоскости 6 и 6′ соединены с блоком 14 пересчета измерений азимута и угла места цели для повернутой системы координат, где итерационным способом происходит вычисление необходимого угла поворота системы координат и пересчет векторов измерений азимута {α i } и угла места {β i } цели (фиг.5). Outputs of measuring the direction of arrival signal reflected from the target blocks in the azimuth and elevation planes 6 and 6 'are connected to the unit 14 of translation measurement of azimuth and elevation angle of the target to a rotated coordinate system, wherein iteratively occurs computation required angle of rotation of the coordinate system and the scaling vectors measuring azimuth { α i} and elevation angle {β i} objective (5). При этом на каждом шаге осуществляется линейная аппроксимация временной зависимости At each step is carried out linear approximation of the time dependence

Figure 00000056
в новой системе координат. in the new coordinate system. Как отмечалось ранее, на практике для обеспечения приемлемой точности оценки начального приближения траекторных параметров и выполнения условия (2) достаточно выполнить N=5…10 итераций. As noted previously, in practice to ensure an acceptable accuracy of the estimate of the initial approximation of trajectory parameters and the condition (2) is sufficient to fulfill N = 5 ... 10 iterations. Блок 14 может быть реализован программно на специальной вычислительной машине. Block 14 may be implemented in software on a special computer.

По данным, получаемым из блоков 6 и 6′ измерения направления прихода отраженного от цели сигнала в азимутальной и угломестной плоскости соответственно и блока 7 измерения доплеровской частоты, после пересчета измерений азимута и угла места цели для повернутой системы координат (блок 14) в блоке 8 экстраполяции измеряемых параметров, блоке 9 вычисления момента времени пересечения целью линии базы, блоке 10 определения поверхности положения и блоке 11 вычисления начального приближения траекторных параметров в соответствие с (6) происходит выч According to the data obtained from blocks 6 and 6 'measuring the direction of arrival of the reflected from the target signal in the azimuth and elevation planes, respectively, and the measurement unit 7 Doppler frequency after conversion azimuth measurement and the elevation angle objectives for a rotated coordinate system (block 14) in the block 8 extrapolating measured parameters calculating unit 9 intersection points in time order base line determination unit 10 and the surface position calculation unit 11, an initial approximation of trajectory parameters in accordance with (6) occurs calc сление предварительной оценки параметров движения цели techniques, are a preliminary assessment of the target motion parameters

Figure 00000057

В блоке 15 осуществляется пересчет по формулам (8) предварительной оценки координат цели и их производных из повернутой системы координат в исходную систему координат. The conversion unit 15 is performed by the formulas (8) preliminary assessment target coordinates and their derivatives of the rotated coordinate system in the reference coordinate system. Данный блок может быть реализован программно на специальной вычислительной машине. This block may be implemented in software on a special computer.

Данные, получаемые из блоков 6 и 6′ измерения направления прихода отраженного от цели сигнала в азимутальной и угломестной плоскости соответственно и блока 7 измерения доплеровской частоты, поступают также в блок 12 определения статистических характеристик ошибок измерения доплеровской частоты и направления прихода отраженного от цели сигнала, где происходит оценка статистических характеристик ошибок измерения поступающих первичных параметров (оценка элементов корреляционной матрицы ошибок измерения первичных параметров R e ). Data obtained from blocks 6 and 6 'measuring the direction of arrival signal reflected from the target in azimuth and elevation planes, respectively, and the measurement unit 7 Doppler frequency, received as in block 12 determine the statistical measurement error characteristics of the Doppler frequency and the direction of arrival signal reflected from the target, wherein evaluation is carried out statistical measurement errors characteristics incoming primary parameters (evaluation of primary elements of the correlation matrix parameter measurement error R e). Как отмечалось ранее, на практике достаточно определить дисперсии ошибок измерения доплеровской частоты и угловых координат As noted previously, in practice, the dispersion is sufficient to determine the Doppler frequency of measurement errors and angular coordinates

Figure 00000058
, .
Figure 00000048
, .
Figure 00000049
, что и производится в блоке 12 на основе формул (14). That is made in block 12 on the basis of formulas (14).

Полученная в блоке 15 пересчета траекторных параметров из повернутой системы координат в исходную систему координат и блоке 12 определения статистических характеристик ошибок измерения доплеровской частоты и направления прихода отраженного от цели сигнала информация поступает в блок 13 вычисления траекторных параметров. Resulting in the conversion unit 15 of trajectory parameters of the rotated coordinate system in the reference coordinate system and block 12 determines statistical characteristics of the Doppler frequency error of measurement and the direction of arrival of the reflected signal from the target information comes in the trajectory calculation unit 13 parameter. Помимо данных из блоков 15 и 12, в блок 13 поступают данные, получаемые из блоков 6 и 6′ измерения направления прихода отраженного от цели сигнала в азимутальной и угломестной плоскости и блока 7 измерения доплеровской частоты. In addition to data from blocks 15 and 12 in block 13 receives data obtained from blocks 6 and 6 'measuring the direction of arrival of the signal reflected from the target in azimuth and elevation planes and the measuring unit 7, a Doppler frequency. На основе поступивших данных в блоке 13 происходит уточнение по (11) начальной оценки параметров движения цели Based on the data received in block 13 occurs by clarification (11) estimates the initial target motion parameters

Figure 00000059
получаемой в блоке 15 пересчета траекторных параметров из повернутой системы координат в исходную систему координат. obtained in block 15, the conversion of trajectory parameters of the rotated coordinate system in the reference coordinate system.

Как показали проведенные исследования, потенциальная точность определения параметров движения цели практически достигается при использовании малого числа итераций (11). As studies have shown, the potential accuracy of defining the target motion parameters practically achieved by using a small number of iterations (11). Поэтому при реализации блока 13 достаточно ограничиться единичным решением системы уравнений (11) и определить Therefore, when implementing the block 13 is sufficient to confine the decision unit of the system of equations (11) and to determine

Figure 00000060

Основные операции, производимые в заявляемом устройстве и отличительные от прототипа, сводятся к следующим: измерение направления прихода отраженного от цели сигнала в угломестной плоскости, вычисление угла поворота системы координат и пересчет измерений азимута и угла места цели для повернутой системы координат, последующее вычисление начальной оценки параметров движения цели для повернутой системы координат и пересчет начального приближения траекторных параметров в исходную систему координат. Main operations performed in the inventive apparatus and distinctive from the prototype, are as follows: measuring the direction of arrival signal reflected from the target in elevation plane, calculating an angle of rotation of the coordinate system and converting the measurement of azimuth and elevation angle of the target to a rotated coordinate system, the subsequent calculation of the initial estimates of the parameters movement target for the rotated coordinate system and a recalculation of the initial trajectory approximation parameters in the reference coordinate system.

Сущность изобретения останется неизменной при любой реализации блоков 6 и 6′ измерения направления прихода отраженного от цели сигнала в азимутальной и угломестной плоскости соответственно и блока 7 измерения доплеровской частоты. Summary of the invention remain unchanged in any implementation of the blocks 6 and 6 'measuring the direction of arrival of the signal reflected from the target in azimuth and elevation planes, respectively, and the measurement unit 7 Doppler frequency. Измерение угла прихода отраженного от цели сигнала может производиться также, например, фазовым способом или сканированием луча антенны по максимуму значений огибающей сигнала на выходе фильтра низкой частоты. Measurement of the angle of arrival of the reflected signal from the target can also be produced, for example, the phase method or by scanning the antenna beam of the maximum values ​​of the signal envelope at the output of low pass filter. Блок 7 измерения доплеровской частоты может представлять собой, например, низкочастотный измеритель частоты переменного напряжения (частотомер) или реализован на базе типовых алгоритмов цифровой обработки сигналов (ЦОС), в частности алгоритмов быстрого преобразования Фурье. The measuring unit 7, a Doppler frequency may be, for example, low-frequency measuring alternating voltage frequency (frequency), or implemented on the basis of standard algorithms of digital signal processing (DSP), in particular a fast Fourier transform algorithms. Эти возможные варианты устройства на фигурах не показаны. These possible embodiments of the apparatus are not shown in the figures.

В зависимости от используемого метода определения направления прихода отраженного от цели сигнала блоки 6 и 6′ измерения направления прихода отраженного от цели сигнала в азимутальной и угломестной плоскости соответственно могут быть выполнены на основе различных блоков. Depending on the method of determining the direction of arrival of the reflected signal from the target blocks 6 and 6 'measuring the direction of arrival of the signal reflected from the target in azimuth and elevation planes, respectively, may be performed based on various blocks. Например, при фазовом моноимпульсном методе измерения угловых координат блок 6 (или 6′) может представлять собой фазометр [Теоретические основы радиолокации / под ред. For example, when the phase monopulse method of measuring angular coordinates unit 6 (or 6 ') can be a phase meter [Theoretical bases radar / ed. Я.Д.Ширмана. Ya.D.Shirmana. М.: Сов. M .: Sov. Радио, 1970. С.300], при использовании амплитудного моноимпульсного метода блок 6 (или 6′) может быть выполнен на основе схемы сравнения амплитуд или схемы вычитания [Теоретические основы радиолокации / под ред. Radio, 1970. S.300], using the amplitude monopulse technique unit 6 (or 6 ') can be performed based on amplitude comparison circuit or subtraction circuit [Theoretical bases radar / ed. Я.Д.Ширмана. Ya.D.Shirmana. М.: Сов. M .: Sov. Радио, 1970. С.297]. Radio, 1970. p.297]. Если в качестве блока 6 (6′) измерения направления прихода отраженного от цели сигнала в азимутальной (угломестной) плоскости используется, например, вычитатель или фазометр, то устройство содержит несколько пространственных каналов, выход каждого из которых подается на вход вычитателя или фазометра. If the block 6 (6 ') measuring the direction of arrival of the signal reflected from the target in the azimuth (elevation) plane is used, e.g., or subtracter phase meter, the device comprises a plurality of spatial channels, each output of which is input to a subtractor or phase meter.

Используемые в изобретении блоки могут быть выполнены на основе стандартных, типовых радиотехнических элементов или программно на специальной вычислительной машине с использованием типовых алгоритмов ЦОС. Blocks used in the invention can be performed based on the standard, typical elements or radio program at the special computing machine using standard DSP algorithms.

Эффективность предлагаемого устройства оценивалась путем математического моделирования. The efficiency of the device was estimated by mathematical modeling. На фиг.6-8 представлены графики, выполненные для примера по результатам моделирования двух траекторий. 6-8 are graphs made for an example of simulation results of the two paths.

Графики на рис.6-8 рассчитаны для системы с параметрами: b=40 км, λ=0.5 м, Т=1 с. Graphs on ris.6-8 designed for a system with the following parameters: b = 40 km, λ = 0.5 m, T = 1 second. Значения среднеквадратических ошибок измерения первичных параметров на всех интервалах первичных измерений принимались равными σ f =0.5 Гц, σ αβ =0.1°. Standard errors of measurement values of the primary parameters at all intervals primary measurements taken to be σ f = 0.5 Hz, σ α = σ β = 0.1 °. Потенциальная точность на фиг.7-8 определялась информационной матрицей Фишера [Черняк BC Многопозиционная радиолокация. Potential accuracy to 7-8 was determined by Fisher's information matrix [Chernyak BC The multi-radar. М.: Радио и связь, 1993. С.332-334; M .: Radio and communication, 1993, S.332-334; Сейдж Э., Мэлс Дж. Теория оценивания и ее применение в связи и управлении. Sage, E., J. Mels. Estimation theory and its application in communication and management. М.: Связь, 1976. С.204-205]. M .: Communications, 1976 S.204-205]. Для принятой на интервале измерения параметров движения цели ΔT=(n-1)T модели движения цели (10) и принятых статистических характеристиках ошибок измерения первичных параметров - доплеровской частоты и угловых координат (12) элементы матрицы Фишера определяются выражением: For measurement range adopted by the parameters of target motion ΔT = (n-1) T model target movement (10) and the received statistical properties of the primary parameters of measurement errors - Doppler frequency and angular coordinates (12) elements Fisher matrix determined by the expression:

Figure 00000061

где Where

x l , x k - элементы вектора x l, x k - vector elements

Figure 00000062
, l, k∈[1, 6] (x 1 =x n , х 2 =y n , x 3 =z n , x 4 =V x , x 5 =V y , x 6 =V z - значения декартовых координат цели и скоростей их изменения в момент наблюдения t n (9)). , L, k∈ [1, 6] (x 1 = x n, x 2 = y n, x 3 = z n, x 4 = V x, x 5 = V y, x 6 = V z - values of Cartesian coordinates their target and velocity change at the time of observation t n (9)).

Дисперсии ошибок определения параметров траектории Dispersion error of determining the parameters of the trajectory

Figure 00000063
, .
Figure 00000064
, .
Figure 00000065
, .
Figure 00000066
, .
Figure 00000067
, .
Figure 00000068
находятся как диагональные элементы матрицы, обратной матрице Фишера с элементами (15). are the diagonal elements of the matrix, the inverse matrix Fischer elements (15).

Проведенный анализ точности определения координат цели предлагаемым устройством показал, что полученные оценки траекторных параметров являются несмещенными, а среднеквадратические отклонения (СКО) ошибок близко к значениям СКО, соответствующим потенциальной точности. The analysis accuracy of the determination target coordinates proposed device showed that the trajectory parameters obtained estimates are unbiased, and the standard deviations (rms) error MSE close to the values ​​corresponding to the potential accuracy.

Таким образом, результаты математического моделирования позволяют сделать вывод о достаточно высокой эффективности предложенного устройства, реализующего алгоритм траекторной обработки с поворотом системы координат в БПРЛС. Thus, mathematical modeling results suggest a sufficiently high efficiency of the proposed device implementing the processing algorithm for orbital rotation of the coordinate system in BPRLS. Использование рассмотренного устройства позволяет строить траектории движения цели, проходящие под произвольными углами к плоскости системы. Using the device enables to construct considered target movement trajectory extending at arbitrary angles to the system plane.

Работоспособность устройства обеспечивается за счет применения в нем известных и новых блоков, реализация которых не требует дополнительного изобретательского творчества. The efficiency of the device is ensured by the use therein of known and new blocks, whose implementation does not require additional inventive faculty.

Claims (1)

  1. Устройство для определения координат движущихся целей, содержащее передающую позицию и в удаленной от нее точке приемную позицию, состоящую из антенны, соединенной с приемным устройством азимутального угломерного канала, выходы которого соединены с входами блока измерения доплеровской частоты и входами блока измерения направления прихода отраженного от цели сигнала в азимутальной плоскости, блока экстраполяции измеряемых параметров, один из входов которого соединен с выходом блока измерения доплеровской частоты, а выход блока экстр An apparatus for determining the coordinates of a moving target, comprising transmitting position and remote from it at a receiving position, consisting of an antenna coupled to a receiver azimuthal angle measuring channel, which outputs are connected to inputs of a Doppler frequency measurement unit and the input direction of arrival measurement portion reflected from the target signal in the azimuthal plane, the measured parameters extrapolation block, one of whose inputs is connected to the output of the Doppler frequency measuring unit and the output unit extras аполяции измеряемых параметров соединен с входом блока вычисления момента времени пересечения целью линии базы, блока определения поверхности положения, один из входов которого соединен с выходом блока вычисления момента времени пересечения целью линии базы, второй вход - с выходом блока экстраполяции измеряемых параметров, а выход - с одним из входов блока вычисления начального приближения траекторных параметров, при этом входы блока вычисления траекторных параметров соединены, соответственно, с блоком определения статистических ха apolyatsii measured parameters connected with an input unit for calculating the points in time of intersection purpose base line determination unit surface position, one input of which is connected to the output calculation unit since crossing time order base line, the second input - to the output of the measured parameters extrapolation block, and output - with one of the inputs of the block of calculating an initial approximation of the trajectory parameters, the input parameters of the trajectory computation unit are connected, respectively, to the block determining statistical ha актеристик ошибок измерения доплеровской частоты и направления прихода отраженного от цели сигнала, с блоком измерения доплеровской частоты, блоком измерения направления прихода отраженного от цели сигнала в азимутальной плоскости, причем выходом всего устройства является выход блока вычисления траекторных параметров, отличающееся тем, что в него введены антенна, формирующая лучи в угломестной плоскости, приемное устройство угломестного угломерного канала, блок измерения направления прихода отраженного от цели сигнала в угломестн akteristik Doppler frequency measurement error and direction of arrival of the signal reflected from targets with a Doppler frequency measurement unit, the direction of arrival measurement unit signal reflected from the target in the azimuth plane, wherein the output of the whole device is output trajectory parameter calculation unit, characterized in that the antenna is introduced into it forming beams in the elevation plane, a receiver channel approach elevation goniometric measuring unit arrival directions reflected from the target signal in elevation й плоскости, блок пересчета углов для повернутой системы координат и блок пересчета траекторных параметров из повернутой системы координат в исходную систему координат, причем антенна, формирующая лучи в угломестной плоскости, соединена с приемным устройством угломестного угломерного канала, которое, в свою очередь, последовательно соединено с блоком измерения направления прихода отраженного от цели сигнала в угломестной плоскости и блоком пересчета углов для повернутой системы координат, другой вход которого соединен с выходом бло th plane unit conversion angles for the rotated coordinate system and block translation of trajectory parameters of the rotated coordinate system in the reference coordinate system, the antenna forming beams in the elevation plane, is connected with a receiver approach elevation angle measuring channel, which in turn is connected in series with unit measuring the direction of arrival of the signal reflected from the target in the plane of elevation and angle conversion unit to a rotated coordinate system, the other input of which is connected to the output blo а измерения направления прихода отраженного от цели сигнала в азимутальной плоскости, а два выхода соединены с входами блока экстраполяции измеряемых параметров и блока вычисления начального приближения траекторных параметров, входы блока определения статистических характеристик ошибок измерения доплеровской частоты и направления прихода отраженного от цели сигнала соединены с входами блоков измерения направления прихода отраженного от цели сигнала в азимутальной и угломестной плоскостях, соответственно, и выходом блока измерен and measuring the direction of arrival of the signal reflected from targets in the azimuth plane, and the two outputs are connected to the measured parameters extrapolation block inputs, and block calculating an initial approximation of the trajectory parameters, input determination unit statistical measurement error characteristics of the Doppler frequency and the direction of arrival signal reflected from the target are connected to inputs of the block measuring the direction of arrival of the signal reflected from the target in azimuth and elevation planes, respectively, and output of the measured я доплеровской частоты, вход блока пересчета траекторных параметров из повернутой системы координат в исходную систему координат соединен с выходом блока вычисления начального приближения траекторных параметров, а выход - с блоком вычисления траекторных параметров, выход блока измерения направления прихода отраженного от цели сигнала в угломестной плоскости соединен с блоком вычисления траекторных параметров. I Doppler frequency, the input of the conversion of trajectory parameters of the rotated coordinate system in the reference coordinate system coupled to an output of calculating an initial approximation unit trajectory parameters, and an output - to calculate the trajectory parameter block, the output measuring unit direction of arrival of the signal reflected from targets in the elevation plane is connected to trajectory calculation unit parameters.
RU2010131796/07A 2010-07-28 2010-07-28 Device for determination of coordinates of moving targets RU2444757C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010131796/07A RU2444757C1 (en) 2010-07-28 2010-07-28 Device for determination of coordinates of moving targets

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010131796/07A RU2444757C1 (en) 2010-07-28 2010-07-28 Device for determination of coordinates of moving targets

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2444757C1 true RU2444757C1 (en) 2012-03-10

Family

ID=46029155

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010131796/07A RU2444757C1 (en) 2010-07-28 2010-07-28 Device for determination of coordinates of moving targets

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2444757C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2504797C2 (en) * 2012-03-20 2014-01-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Method of determining coordinates of aerial objects in passive bistatic radar
RU2534220C1 (en) * 2013-07-23 2014-11-27 Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича" Apparatus for determining motion parameters of object
RU2584332C1 (en) * 2015-05-29 2016-05-20 Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича" Device for determining motion parameters of target
RU2617448C1 (en) * 2016-04-29 2017-04-25 Общество с ограниченной ответственностью "НРТБ-Система" (ООО "НРТБ-С") Object coordinates determination method

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5774087A (en) * 1997-02-20 1998-06-30 Litton Systems Inc. Apparatus for measuring moving emitter elevation and azimuth direction from doppler change measurements
US6041280A (en) * 1996-03-15 2000-03-21 Sirf Technology, Inc. GPS car navigation system
RU2154840C1 (en) * 1999-09-23 2000-08-20 Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники Device determining parameters of movement of object
US6547272B1 (en) * 2000-05-15 2003-04-15 Trw Vehicle Safety Systems Inc. Air bag module with cover and reaction structure for withstanding lateral force of bag inflation
RU36147U1 (en) * 2003-11-11 2004-02-27 Олейников Лев Федорович Ground-space radar system
RU2272254C1 (en) * 2004-08-06 2006-03-20 Станислав Михайлович Якушин Method for determining spatial coordinates of a target
US7071868B2 (en) * 2000-08-16 2006-07-04 Raytheon Company Radar detection method and apparatus
RU2324951C2 (en) * 2006-01-10 2008-05-20 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Нижегородский Научно-Исследовательский Институт Радиотехники" Ground/space radar system

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6041280A (en) * 1996-03-15 2000-03-21 Sirf Technology, Inc. GPS car navigation system
US5774087A (en) * 1997-02-20 1998-06-30 Litton Systems Inc. Apparatus for measuring moving emitter elevation and azimuth direction from doppler change measurements
RU2154840C1 (en) * 1999-09-23 2000-08-20 Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники Device determining parameters of movement of object
US6547272B1 (en) * 2000-05-15 2003-04-15 Trw Vehicle Safety Systems Inc. Air bag module with cover and reaction structure for withstanding lateral force of bag inflation
US7071868B2 (en) * 2000-08-16 2006-07-04 Raytheon Company Radar detection method and apparatus
RU36147U1 (en) * 2003-11-11 2004-02-27 Олейников Лев Федорович Ground-space radar system
RU2272254C1 (en) * 2004-08-06 2006-03-20 Станислав Михайлович Якушин Method for determining spatial coordinates of a target
RU2324951C2 (en) * 2006-01-10 2008-05-20 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Нижегородский Научно-Исследовательский Институт Радиотехники" Ground/space radar system

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2504797C2 (en) * 2012-03-20 2014-01-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Method of determining coordinates of aerial objects in passive bistatic radar
RU2534220C1 (en) * 2013-07-23 2014-11-27 Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича" Apparatus for determining motion parameters of object
RU2584332C1 (en) * 2015-05-29 2016-05-20 Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича" Device for determining motion parameters of target
RU2617448C1 (en) * 2016-04-29 2017-04-25 Общество с ограниченной ответственностью "НРТБ-Система" (ООО "НРТБ-С") Object coordinates determination method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sherman Complex indicated angles applied to unresolved radar targets and multipath
KR930001548B1 (en) Passive ranging method and apparatus
US6911937B1 (en) Digital polarimetric system
US5614912A (en) Radar processing method and apparatus
US7358892B2 (en) System and method for coherently combining a plurality of radars
US5526001A (en) Precise bearings only geolocation in systems with large measurements bias errors
US20040233105A1 (en) System and method for central association and tracking in passive coherent location applications
US2837738A (en) Passive range measuring device
US8107320B2 (en) Autonomous sonar system and method
RU2258242C2 (en) Method and device for difference-range finding direction finding of radio emission source
US6791493B1 (en) Method for using signal frequency change to differentially resolve long baseline interferometer measurements
Musicki et al. Geolocation using TDOA and FDOA measurements
WO2008156905A2 (en) Determining a geolocation solution of an emitter on earth using satellite signals
WO2006068888A1 (en) System and technique for calibrating radar arrays
JPH07146363A (en) Radar device to warn obstacle
US6803878B2 (en) Methods and apparatus for terrain correlation
US6917330B2 (en) Positioning system
US6933888B1 (en) Multi-ship coherent geolocation system
AU2011311805B2 (en) System and method for generating derived products in a radar network
US6411249B1 (en) Apparatus and method for the monopulse linking of frequency agile emitter pulses intercepted in on single interferometer baseline
US6744401B2 (en) Methods and apparatus for radar data processing
Lapierre et al. New methods for handling the range dependence of the clutter spectrum in non-sidelooking monostatic STAP radars
US8378885B2 (en) Device and method for locating a mobile approaching a surface reflecting electromagnetic waves
US8299958B2 (en) Airborne radar having a wide angular coverage, notably for the sense-and-avoid function
Sanford et al. An acoustic Doppler and electromagnetic velocity profiler

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20140520

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160729