RU2586078C2 - Single-position passive radioelectronic system for determining horizontal coordinates, target motion elements and kilometric attenuation coefficient of electromagnetic radiation of target - Google Patents
Single-position passive radioelectronic system for determining horizontal coordinates, target motion elements and kilometric attenuation coefficient of electromagnetic radiation of target Download PDFInfo
- Publication number
- RU2586078C2 RU2586078C2 RU2014112383/07A RU2014112383A RU2586078C2 RU 2586078 C2 RU2586078 C2 RU 2586078C2 RU 2014112383/07 A RU2014112383/07 A RU 2014112383/07A RU 2014112383 A RU2014112383 A RU 2014112383A RU 2586078 C2 RU2586078 C2 RU 2586078C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- target
- filter
- bearing
- input
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиолокации, а именно к радиолокационным станциям (РЛС) с режимом пассивного обнаружения, установленным на одиночных носителях (надводные и подводные корабли, береговые наблюдательные пункты и т.д.), и может быть использовано для определения горизонтальных координат и элементов движения излучающих целей при неизвестном значении коэффициента километрического затухания электромагнитного излучения цели в среде распространения радиоволн.The invention relates to the field of radar, and in particular to radar stations with a passive detection mode installed on single carriers (surface and submarine ships, coastal observation posts, etc.), and can be used to determine horizontal coordinates and movement elements emitting targets with an unknown value of the coefficient of kilometer attenuation of electromagnetic radiation of the target in the medium of propagation of radio waves.
Цель изобретения - повышение точности и быстродействия однопозиционного определения горизонтальных координат (ГК) и элементов движения цели (ЭДЦ) путем применения дополнительных аппаратных средств для адаптации оценки ГК ЭДЦ однопозиционным пассивным радиоэлектронным комплексом (ОПРЭК) к определенным значениям ККЗ в среде распространения электромагнитного излучения (радиоволн) цели, при соблюдении скрытности работы.The purpose of the invention is to improve the accuracy and speed of on-off determination of horizontal coordinates (HA) and elements of target movement (EDC) by using additional hardware to adapt the assessment of HA EDC by a single-position passive radio-electronic complex (OPREK) to certain values of the short-circuit in the medium of propagation of electromagnetic radiation (radio waves) goals, subject to secrecy of work.
Уровень техникиState of the art
Известен способ измерения расстояния и устройство для его осуществления (варианты) по Патенту РФ №2408842, 2009 г., МПК G01C 3/08; G01S 17/48, опубл. 10.01.2011 г. [1].A known method of measuring distance and a device for its implementation (options) according to the RF Patent No. 2408842, 2009, IPC G01C 3/08; G01S 17/48, publ. January 10, 2011 [1].
Сущность способа заключается в следующем. На объект направляют зондирующее излучение, генерируемое источником излучения, регистрируют отраженное от объекта излучение фотоприемными средствами и определяют расстояние до объекта L по формуле L=b/tg φ, где b - база триангуляции, а φ - угол триангуляции между осью зондирующего излучения и направлением на фотоприемник отраженного от объекта излучения. До регистрации отраженного излучения фотоприемными средствами осуществляют его задержку в световоде за счет отражения излучения от внутренней поверхности световода, при этом входная апертура световода находится на расстоянии b относительно направления зондирующего излучения. Угол φ определяют по времени Δt распространения в световоде отраженного от объекта излучения различными вариантами.The essence of the method is as follows. The probe radiation generated by the radiation source is directed to the object, the radiation reflected from the object is recorded by photodetectors and the distance to the object L is determined by the formula L = b / tg φ, where b is the triangulation base and φ is the triangulation angle between the axis of the probe radiation and the direction to photodetector of radiation reflected from the object. Prior to registration of reflected radiation by photodetectors, it is delayed in the fiber due to reflection of radiation from the inner surface of the fiber, while the input aperture of the fiber is at a distance b relative to the direction of the probe radiation. The angle φ is determined by the time Δt of propagation in the optical fiber of the radiation reflected from the object by various options.
Варианты устройства содержат источник зондирующего излучения, фотоприемные средства регистрации отраженного от объекта излучения, которые связаны со средствами обработки сигнала. Кроме того, устройство снабжено световодом для задержки отраженного от объекта излучения. При этом в первом варианте устройства средства обработки сигнала снабжены средствами измерения временных интервалов, а во втором варианте - дополнительно содержатся фотоприемные средства регистрации отраженного излучения, которые выполнены в виде первого фотоприемника, размещенного у выходной апертуры световода и второго фотоприемника, расположенного в плоскости выходной апертуры источника зондирующего излучения и входной апертуры световода. Между источником зондирующего излучения и фотоприемниками, с одной стороны, и объектом, с другой стороны, размещен оптический модулятор. В свою очередь, средства обработки сигнала включают усилитель, подключенный входом к выходу первого фотоприемника, а вторым входом - к выходу второго фотоприемника, инвертор, частотомер и блок обработки сигнала, подключенный к выходу частотомера, причем вход инвертора связан с выходом усилителя, его первый выход - с входом блока управления источником зондирующего излучения, а его второй выход - с входом частотомера.Variants of the device comprise a probe radiation source, photodetector means for recording radiation reflected from the object, which are associated with signal processing means. In addition, the device is equipped with a light guide to delay the radiation reflected from the object. Moreover, in the first embodiment of the device, the signal processing means are equipped with time interval measuring means, and in the second embodiment, there are additionally photodetector means for detecting reflected radiation, which are made in the form of a first photodetector located at the output aperture of the fiber and a second photodetector located in the plane of the source output aperture sounding radiation and the input aperture of the fiber. An optical modulator is placed between the probe radiation source and the photodetectors, on the one hand, and the object, on the other hand. In turn, the signal processing means include an amplifier connected to the output of the first photodetector and the second input to the output of the second photodetector, an inverter, a frequency meter and a signal processing unit connected to the output of the frequency meter, the input of the inverter connected to the output of the amplifier, its first output - with the input of the control unit of the probe radiation source, and its second output with the input of the frequency meter.
Недостатками известного способа являются использование демаскирующего зондирующего излучения для измерения дистанции, а также базы триангуляции, которая должна быть известна.The disadvantages of this method are the use of unmasking probe radiation to measure the distance, as well as the base of the triangulation, which should be known.
Известен способ определения параметров движения маневрирующего объекта по Патенту РФ №2196341, 2001 г., МПК G01S 3/80; G01S 11/14, опубл. 10.01.2003 г. [2].A known method for determining the motion parameters of a maneuvering object according to the RF Patent No. 2196341, 2001, IPC G01S 3/80; G01S 11/14, publ. January 10, 2003 [2].
Способ основан на приеме акустического шумового сигнала маневрирующего объекта, сближающегося с движущимся наблюдателем по траектории, на которой его вектор скорости непрерывно направлен на наблюдателя, гидроакустической антенной наблюдателя, преобразовании акустического шумового сигнала в электрический, автоматическом сопровождении маневрирующего объекта по углу, его классификации и последовательном измерении курсовых углов П1, П2 … Пi на маневрирующий объект через заданные интервалы ti определения собственной скорости наблюдателя Vн из массива скоростей объекта того класса, по которому классифицирован маневрирующий объект, выборе одного из возможных значений скорости V0 маневрирующего объекта, расчете начального значения дистанции Д1 и текущего значения дистанции Дi, расчете на i-й момент времени значения курсового угла Прасч.i, сравнении значений Пi и Прасч.i и, если модуль разности |Пi-Прасч.i| равен или меньше заданного значения, считают выбранную скорость маневрирующего объекта и рассчитанную дистанцию Дi до него истинными, при ином результате сравнения из массива возможных скоростей объекта данного класса выбирают другое значение скорости маневрирующего объекта и повторяют процедуру расчетов до выполнения заданного условия для модуля разности расчетного и измеренного значений курсовых углов.The method is based on the reception of an acoustic noise signal of a maneuvering object approaching a moving observer along a path along which its velocity vector is continuously directed at the observer, a hydroacoustic antenna of the observer, converting the acoustic noise signal into an electric one, automatically tracking the maneuvering object by angle, its classification and sequential measurement course angles Pone, P2 ... Pi to a maneuvering object at given intervals ti determining the observer's own velocity Vn from the array of speeds of the object of the class by which the maneuvering object is classified, choosing one of the possible values of speed V0 maneuvering object, calculating the initial value of the distance Done and the current value of the distance Di, calculated at the i-th moment of time, the value of the heading angle Pcalc. icomparing the values of Pi and Pcalc. i and if the modulus of difference | Pi-Pcalc. i| equal to or less than the specified value, consider the selected speed of the maneuvering object and the calculated distance Di before it is true, with a different comparison result, from the array of possible speeds of an object of this class, select a different value of the speed of the maneuvering object and repeat the calculation procedure until the specified condition is met for the module of the difference between the calculated and measured values of the course angles.
Известный способ может быть использован для определения параметров движения объекта, сближающегося с наблюдателем по криволинейной траектории, и обеспечивает возможность работы в пассивном режиме гидроакустической станции (ГАС) без осуществления собственного маневра носителя ГАС.The known method can be used to determine the motion parameters of an object approaching the observer along a curved path, and provides the ability to work in a passive mode of a hydroacoustic station (GAS) without carrying out its own maneuver of the GAS carrier.
Недостатками известного способа является малая точность и недостаточная скорость определения параметров движения объекта, обусловленные использованием при решении задачи априорного знания о скорости движения объекта. Кроме того, процедура определения скорости и дистанции представляет собой алгоритм перебора со случайными входными параметрами и для уменьшения вариантов перебора возможных значений скоростей и расстояний до объекта, предполагает знание класса объекта, который не всегда известен.The disadvantages of this method is the low accuracy and insufficient speed of determining the parameters of the movement of the object, due to the use in solving the problem of a priori knowledge about the speed of the object. In addition, the procedure for determining the speed and distance is an enumeration algorithm with random input parameters and to reduce the options for enumerating the possible values of speeds and distances to the object, it requires knowledge of the class of the object, which is not always known.
Известен пассивный радиоэлектронный комплекс (ПРЭК) для однопозиционного определения горизонтальных координат и элементов движения объекта методом линейной фильтрации Калмана-Бьюси по патенту РФ на полезную модель №112446, МПК G01S 11/12, G01S 5/00, 2011 г., опубл. 10.01.2012 г., Бюл. №1 [3].Known passive electronic complex (PREC) for one-position determination of horizontal coordinates and elements of the object’s motion by the linear Kalman-Bucy filtering method according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 112446, IPC G01S 11/12, G01S 5/00, 2011, publ. 01/10/2012, bull. No. 1 [3].
Известный комплекс содержит антенну (антенну ОПРЭК*,*) - здесь и далее название в заявляемом комплексе), блок обнаружения радиолокационного сигнала, блок сопровождения сигнала по пеленгу (блок слежения за радиолокационными сигналами*), блок измерения параметров сигнала и пеленгов (блок измерения пеленгов на цель* и блок измерения мощности сигналов от цели*), блок статистической оценки начального пеленга (По), начальной величины изменения пеленга (ВИПо) и начальной величины изменения расстояния (ВИРо) [блок построения начального вектора состояния (НВС) По, ВИПо, ВИРо и дистанции до цели в начальный момент времени (D0) в каждом фильтре ККЗ*], блок построения множества фильтров Калмана (блок параллельной реализации фильтров Калмана для оценивания вектора состояния с заданным в каждом фильтре ККЗ*), блок оценки дистанции до объекта и элементов движения объекта (ЭДО) [блок вычисления текущих координат цели - пеленга и дистанции (Пt и Dt) и ЭДЦ - скорости и курса (Vt и Кt)*], экран (блок выдачи информации на экран*) и блок освещения текущей обстановки.The known complex contains an antenna (OPREK antenna *, * ) - hereinafter the name in the claimed complex), a radar signal detection unit, a signal tracking unit for a bearing (radar signal tracking unit *), a signal and bearing measurement unit (bearing measurement unit to the target * and the unit for measuring the power of the signals from the target *), the unit for statistical estimation of the initial bearing (P o ), the initial value of the change in bearing (VIP o ) and the initial value of the change in distance (VIR o ) [block for constructing the initial vector with state (NBC) By, VIP o , VIR o and distance to the target at the initial moment of time (D 0 ) in each filter KKZ *], block for constructing a set of Kalman filters (block for parallel implementation of Kalman filters for estimating the state vector with the specified in each filter KKZ *), unit for assessing the distance to the object and elements of the object’s movement (ED) [block for calculating the current coordinates of the target — bearing and distance (P t and D t ) and EDC — speed and course (V t and K t ) *], screen (information display unit *) and the current situation lighting unit.
Известный комплекс работает следующим образом.A well-known complex works as follows.
Антенна непрерывно принимает излучение от объекта, сигналы обрабатываются блоком обнаружения радиолокационного сигнала и поступают в блок измерения параметров сигнала и пеленгов, полученные значения пеленгов поступают в блок сопровождения сигнала по пеленгу, в котором формируется последовательность пеленгов, необходимая для получения статистических оценок По, ВИПо и ВИРо в блоке статистической оценки По, ВИПо и ВИРо, полученные оценки совместно с измеренными уровнями сигналов позволяют в блоке построения множества фильтров Калмана построить множество фильтров Калмана для получения оценок координат и ЭДО в блоке оценки дистанции до объекта и ЭДО, на основании полученных координат, которые отображаются на экране, формируются данные в блоке освещения текущей обстановки для принятия оперативного решения.The antenna continuously receives radiation from the object, the signals are processed by the radar signal detecting unit and fed to the signal and bearing measurement unit, the received bearing values are sent to the signal tracking unit in which the bearing sequence is formed, which is necessary to obtain statistical estimates of P o , VIP o and VIR about in the block of statistical estimation of P about , VIP about and VIR about , the received estimates together with the measured signal levels allow in the block for constructing a lot of Kal filters Mana build many Kalman filters to obtain estimates of coordinates and EDI in the unit for estimating the distance to the object and EDI, based on the received coordinates, which are displayed on the screen, data is generated in the lighting unit of the current situation for making an operational decision.
Сущность работы известного комплекса заключается в пассивном измерении горизонтальных координат движущегося объекта при оценивании изменения уровня принимаемого сигнала в процессе наблюдения и пеленга на цель при помощи ПРЭК и справедливо для объектов, работающих в сантиметровом диапазоне длин волн, по измеряемому пеленгу вычисляют начальные значения трехмерного вектора состояний цели, содержащего пеленг (П), величину изменения пеленга (ВИП), величину изменения расстояния (ВИР), которые после измерения мощности сигнала позволяют сформировать четырехмерный вектор состояния объекта, содержащий, кроме трех указанных величин, еще и дистанцию до объекта, в процессе дальнейшего измерения пеленга на объект и мощности сигнала с помощью фильтра Калмана определяют координаты и ЭДО для плоской задачи.The essence of the work of the known complex is the passive measurement of the horizontal coordinates of a moving object when assessing changes in the level of the received signal during observation and bearing on the target using PREC and is true for objects operating in the centimeter wavelength range, the initial values of the three-dimensional vector of the target state are calculated from the measured bearing containing bearing (P), the magnitude of the change in the bearing (VIP), the magnitude of the change in distance (VIR), which after measuring the signal power allow grammed four-dimensional state vector of the object, comprising besides these three values, and even the distance to the object in the further bearing on the measurement object signal and a power via the Kalman filter is determined coordinates and EDI for the plane problem.
Недостатком известного комплекса являются малые точность и быстродействие, обусловленные невозможностью решения задачи в условиях параметрической неопределенности параметра δ - коэффициента километрического затухания, характеризующего влияние изменения окружающей среды (атмосферы, приводного слоя и т.д.) на прохождение электромагнитного излучения (радиосигнала) цели.A disadvantage of the known complex is its low accuracy and speed due to the impossibility of solving the problem under the conditions of parametric uncertainty of the parameter δ, the coefficient of kilometric attenuation, which characterizes the effect of changes in the environment (atmosphere, drive layer, etc.) on the passage of electromagnetic radiation (radio signal) of the target.
Решаемой задачей является повышение точности и быстродействия работы применением дополнительных аппаратных средств (блока получения априорных значений δ и плотностей вероятности δ, блока определения априорных значений δi и плотностей вероятности δi для каждого фильтра с номером i, блока вычисления значений апостериорных вероятностей случайной дискретной величины в каждом фильтре с номером i и блока взвешенного суммирования оценок вектора состояния всех фильтров δi) для обеспечения использования адаптивного метода «разделенного» оценивания вектора состояния Х(δ) и параллельной реализации n фильтров Калмана, каждый из которых независимо от остальных решает задачу оценки вектора состояния X(δi), в условиях параметрической неопределенности параметра δi - коэффициента километрического затухания, с последующим суммированием взвешенных оценок X(δi), где i=1, 2, 3, … n.The problem to be solved is to increase the accuracy and speed of work by using additional hardware (a block for obtaining a priori values of δ and probability densities δ, a unit for determining a priori values of δ i and probability densities δ i for each filter with number i, and a unit for calculating the values of posterior probabilities of a random discrete value in each filter with index i and the weighted summation unit filters all estimates of the state vector δ i) to ensure the use of the "split" adaptive method of enivaniya state vector X (δ) and parallel implementation n Kalman filters, each independently of the other decides the state vector estimation task X (δi), under parametric uncertainty δ i parameter - coefficient kilometricheskogo attenuation and summing the weighted X (δi evaluations ) , where i = 1, 2, 3, ... n.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задачи оптимального оценивания в условиях параметрической неопределенности модели требуют применения специальных адаптивных методов, в частности метода разделенного оценивания, использующего байесовский подход построения оценок и требующего дополнительных аппаратных средств.The tasks of optimal estimation under the conditions of parametric uncertainty of the model require the use of special adaptive methods, in particular, the method of split estimation, using the Bayesian approach to constructing estimates and requiring additional hardware.
Введем обозначение, указывающее на параметрическую неопределенность соответствующей модели.We introduce a notation indicating the parametric uncertainty of the corresponding model.
где Х - вектор состояний;where X is the state vector;
П0 - пеленг в начальный момент времени;P 0 - bearing at the initial time;
D0 - дистанция до объекта в начальный момент времени.D 0 - distance to the object at the initial time.
Параметр δ, как этого требует байесовский подход, предполагается случайной переменой с заданным априорным распределением плотностей вероятностей р (δi) на конечном числе точек i=1, 2, 3, … n значений параметра δ.The parameter δ, as required by the Bayesian approach, is assumed to be a random variable with a given a priori probability density distribution p (δ i ) on a finite number of points i = 1, 2, 3, ... n of the values of the parameter δ.
В результате уравнения адаптивной оценки вектора состояния Х(δ) принимают вид:As a result, the equations of adaptive estimation of the state vector X (δ) take the form:
где
cov Xk+1(δi) - ковариационная матрица ошибки оценки вектора состояния Х(δi) в k+1 момент времени;cov X k + 1 (δ i ) is the covariance matrix of the error in estimating the state vector X (δ i ) at k + 1 point in time;
р(δi |k+1) - значение апостериорной вероятности случайного параметра δ в i-м фильтре в (k+1)-й момент.p (δ i | k + 1) is the value of the posterior probability of a random parameter δ in the ith filter at the (k + 1) th moment.
p(δi|k) - значение апостериорной вероятности случайного параметра δ в i-м фильтре в k-й момент времени;p (δ i | k) is the value of the posterior probability of the random parameter δ in the i-th filter at the k-th moment in time;
П(Xk|δi) и U(Xk|δi) - прогнозы пеленга и уровня сигнала в i-м фильтре в k-й момент времени.P (X k | δ i ) and U (X k | δ i ) are the predictions of the bearing and signal level in the i-th filter at the k-th point in time.
Т - знак транспонирования.T is the sign of transposition.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Сущность изобретения заключается в том, что в однопозиционном пассивном радиоэлектронном комплексе (ОПРЭК) для определения горизонтальных координат (ГК), элементов движения цели (ЭДЦ) и коэффициента километрического затухания (ККЗ, δ) электромагнитного излучения цели, содержащем антенну ОПРЭК, блок слежения за радиолокационными сигналами (БСРЛС), блок измерения пеленгов на цель (БИП), блок измерения мощности сигналов на цель (БИМС), блок построения начального вектора состояния - начального пеленга (По), начальной величины изменения пеленга (ВИПо), начальной величины расстояния (ВИРо) и дистанции до цели в начальный момент времени (Do) в каждом фильтре ККЗ (δi)(БПНВС), блок параллельной реализации фильтров Калмана для оценивания текущих векторов состояния (ТВС - X(δi)) с заданным в каждом фильтре (δi) (БПРФК), блок вычисления текущих координат цели - пеленга и дистанции (Пt и Dt) и ЭДЦ - скорости и курса (Vt и Kt) (БВТК и ЭДЦ), блок освещения текущей обстановки (БОТО) и блок выдачи информации на экран (БВИЭ), в состав дополнительно введены блок получения априорных значений δ и плотностей вероятности δ (р(δ)) (БПАЗ δ и р(δ)), блок определения априорных значений δi и плотностей вероятности δi для каждого фильтра (р(δi)) для каждого фильтра с номером i (БОАЗ δi и p(δi)), блок вычисления значений апостериорных вероятностей случайной дискретной величины в каждом фильтре с номером i (БВАЗВ δ), при i=1, 2, 3, … n и блок взвешенного суммирования оценок вектора состояния (Xк(δi)) всех фильтров δi (БВСО Хк(δi)), при этом выход антенны ОПРЭК соединен со входом БСРЛС, первый и второй выходы которого соединены соответственно со входами БИП и БИМС, выходы последних соединены соответственно с первым и вторым входами БПНВС, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первыми входами БПРФК и БВАЗВ δ, выход БПАЗ δ и р(δ) соединен со входом БОАЗ δi и р(δi), первый выход которого соединен с третьим входом БПНВС, а его второй - со вторым входом БВАЗВ δ, первый выход последнего соединен со вторым входом БПРФК, а его второй выход - со вторым входом БВСО Хк(δi), первый вход которого соединен с выходом упомянутого БПРФК, а его выход - со входом БВТК и ЭДЦ, кроме того, первый и второй выходы последнего соединены соответственно со входами БОТО и БВИЭ.The essence of the invention lies in the fact that in a single-position passive electronic complex (OPREK) for determining horizontal coordinates (GK), elements of target movement (EDC) and kilometer attenuation coefficient (KKZ, δ) of electromagnetic radiation from a target containing an OPREK antenna, a radar tracking unit signals (BSRLS), a unit for measuring bearings on a target (BIP), a unit for measuring power of signals on a target (BIMS), a unit for constructing an initial state vector - an initial bearing (П о ), an initial value for changing bearings a (VIP o ), the initial value of the distance (VIR o ) and the distance to the target at the initial instant of time (D o ) in each filter KKZ (δ i ) (BPNVS), a parallel implementation block of Kalman filters for estimating the current state vectors (FA - X (δi) ) with the specified in each filter (δ i ) (BPRFK), the unit for calculating the current coordinates of the target - bearing and distance (П t and D t ) and EDC - speed and course (V t and K t ) (BVTK and EDC), a current situation lighting unit (BOTO) and a screen information output unit (BIE), an additional unit for obtaining a priori values of δ and density has been added to the composition probability δ (P (δ)) (BPAZ δ and p (δ)), determination unit priori values δ i and the probability densities δ i for each filter (P (δi)) for each filter with the i number (Boaz δ i and p (δi) ), a unit for calculating the values of posterior probabilities of a random discrete quantity in each filter with number i (BVAZV δ), for i = 1, 2, 3, ... n and a weighted summation block for estimating the state vector (X to (δi) ) of all filters δ i (BVCO X to (δi) ), while the output of the OPREK antenna is connected to the BSRLS input, the first and second outputs of which are connected respectively to the BIP and BIMS inputs, you the passages of the latter are connected respectively to the first and second inputs of the BPNVS, the first and second outputs of which are connected respectively to the first inputs of the BFPRK and BVAZV δ, the output of the BPAZ δ and p (δ) is connected to the input of the BOAZ δ i and p (δi) , the first output of which is connected with the third input of the BNVS, and its second - with the second input of the BVAZV δ, the first output of the latter is connected to the second input of the BVRFK, and its second output is connected to the second input of the BVVS X k (δi) , the first input of which is connected to the output of the mentioned BPRVK, and its output - with the input of BVTK and EDTs, in addition, the first and second outputs the latter are connected respectively to the inputs of the BOTO and BVIE.
Разработан ОПРЭК, позволяющий производить адаптивную оценку ГК и ЭДЦ при неизвестном значении ККЗ электромагнитного излучения цели в среде распространения радиоволн.An OPREK was developed, which allows an adaptive assessment of the HA and EDC with an unknown value of the CCF of the electromagnetic radiation of a target in a radio wave propagation environment.
ОПРЭК не требует выполнения специальных маневров носителя локационного измерителя или привлечения других носителей, которые обычно применяются при традиционных методах определения местоположения источников излучения радиоволн.OPREK does not require performing special maneuvers of the carrier of a location-based meter or involving other carriers, which are usually used in traditional methods for determining the location of radiation sources of radio waves.
Описание ОПРЭК приведено для плоской (двумерной) радиолокации при решении задачи определения полярных координат объектов различной природы.The OPREK description is given for flat (two-dimensional) radar in solving the problem of determining the polar coordinates of objects of various nature.
Заявляемое изобретение поясняется структурной схемой, где:The invention is illustrated in the structural diagram, where:
1 - антенна ОПРЭК;1 - antenna OPREK;
2 - блок слежения за радиолокационными сигналами (БСРЛС);2 - block tracking radar signals (BSRLS);
3 - блок измерения пеленгов на цель (БИП);3 - block measuring bearings on the target (BIP);
4 - блок измерения мощности сигналов от цели (БИМС);4 - unit for measuring the power of signals from the target (BIMS);
5 - блок построения начального вектора состояния - начального пеленга (По), начальной величины изменения пеленга (ВИПо), начальной величины расстояния (ВИРо) и дистанции до цели в начальный момент времени (Do) в каждом фильтре коэффициента километрического затухания (ККЗ - δi) (БПНВС);5 - block for constructing the initial state vector — the initial bearing (P o ), the initial value of the bearing change (VIP o ), the initial distance (VIR o ) and the distance to the target at the initial moment of time (D o ) in each filter of the kilometer attenuation coefficient ( KKZ - δ i ) (BPNVS);
6 - блок параллельной реализации фильтров Калмана для оценивания текущих векторов состояний (ТВС - X(δi)) с заданным в каждом фильтре δi (БПРФК);6 is a block for the parallel implementation of Kalman filters for estimating current state vectors (FAs - X (δi) ) with δ i specified in each filter (BPRFK);
7 - блок получения априорных значений δ и плотностей вероятности δ (р(δ)) (БПАЗ δ и р(δ));7 - a block for obtaining a priori values of δ and probability densities δ (p (δ) ) (BPAS δ and p (δ) );
8 - блок определения априорных значений δi и плотностей вероятности δi р(δi) для каждого фильтра с номером i (БОАЗ δi и p(δi));8 is a block for determining a priori values of δ i and probability densities δ i p (δi) for each filter with number i (BOAZ δ i and p (δi) );
9 - блок вычисления значений апостериорных вероятностей случайной дискретной величины δ в каждом фильтре с номером i (БВАЗВ δ);9 is a block for calculating the values of posterior probabilities of a random discrete value δ in each filter with number i (BVAZV δ);
10 - блок взвешенного суммирования оценок вектора состояния Хк(δi) всех фильтров δi (БВСО Хк(δi));10 is a block weighted summation of estimates of the state vector X to (δi) of all filters δ i (BVSO X to (δi) );
11 - блок вычисления текущих координат цели - пеленга Пt и дистанции Dt и ЭДЦ - скорости Vt и курса Kt (БВТК и ЭДЦ);11 is a block for calculating the current coordinates of the target - bearing P t and distance D t and EDC - speed V t and course K t (BVTC and EDC);
13 - блок выдачи информации на экран (БВИЭ);13 - block display information (BIE);
12 - блок освещения текущей обстановки (БОТО).12 - current situation lighting unit (BOTO).
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Заявляемый однопозиционный пассивный радиоэлектронный комплекс (ОПРЭК) для определения горизонтальных координат (ГК), элементов движения цели (ЭДЦ) и коэффициента километрического затухания (ККЗ, δ) электромагнитного излучения цели работает следующим образом.The inventive single-position passive radio-electronic complex (OPREK) for determining horizontal coordinates (GK), elements of the target’s movement (EDC) and kilometric attenuation coefficient (CCL, δ) of the electromagnetic radiation of the target works as follows.
Сигналы от цели, принятые антенной ОПРЭК 1, обрабатываются в блоке слежения за радиолокационными сигналами 2 для их сопровождения и последующего измерения пеленгов на цель в блоке измерения параметров сигнала на цель 3 и измерения мощности сигналов от цели в блоке измерения сигналов от цели 4, одновременно с этим в блоке получения априорных значений δ и плотностей вероятности δ (р(δ)) 7 получают априорные значения δ и плотностей вероятности δ (р(δ)), а в блоке определения априорных значений δi и плотностей вероятности δi (P(δi)) для каждого фильтра с номером i 8 определяют априорные значения δi и плотностей вероятности δi (p(δi)), параллельно данные из блока измерения параметров сигнала на цель 3 и блока измерения мощности сигналов от цели 4, а также данные из блока определения априорных значений δi и плотностей вероятности δi (p(δi)) для каждого фильтра с номером i 8 используют для построения НВС - По, ВИПо, ВИРо и Do в каждом фильтре δi в блоке построения НВС 5, из значений По, ВИПо, ВИРо и Do и значений δi и (p(δi)) из блока определения априорных значений δi и плотностей вероятности δi (p(δi)) для каждого фильтра с номером i 8 поступают в блок вычисления значений апостериорных вероятностей случайной дискретной величины δ в каждом фильтре с номером i 9 для вычисления апостериорных значений вероятности случайной дискретной величины δ в каждом фильтре с номером i, одновременно из блока построения НВС 5 значения По, ВИПо, ВИРо и Do и вычисленные апостериорные значения вероятности случайной дискретной величины δ в каждом фильтре с номером i из блока вычисления значений апостериорных вероятностей случайной дискретной величины δ в каждом фильтре с номером i 9 поступают в блок параллельной реализации фильтров Калмана для оценивания ТВС - X(δi) с заданным в каждом фильтре (δi) 6 с целью параллельной реализации работы фильтров Калмана для оценивания ТВС - X(δi) с заданным в каждом фильтре δi, эти оценки и вычисленные апостериорные значения вероятности случайной дискретной величины δ в каждом фильтре с номером i из блока вычисления значений апостериорных вероятностей случайной дискретной величины δ в каждом фильтре с номером i 9 поступают в блок взвешенного суммирования оценок вектора состояния (Хк(δi)) всех фильтров δi 10 для организации взвешенного суммирования оценок вектора состояния (Хк(δi)) всех фильтров δi, с последующим вычислением текущих координат цели - Пt и Dt и ЭДЦ - Vt и Kt в блоке вычисления текущих координат цели - пеленга и дистанции (Пt и Dt) и ЭДЦ - скорости и курса (Vt и Kt) 11, на основании полученных координат цели и ЭДЦ, которые отображаются на экране БВИЭ 13, формируются данные для освещения текущей обстановки в БОТО 12 и принятия оперативного решения.Signals from the target received by the OPREK 1 antenna are processed in the tracking unit for radar signals 2 for their tracking and subsequent measurement of bearings to the target in the unit for measuring signal parameters to target 3 and measuring the power of the signals from the target in the unit for measuring signals from target 4 this, in the block for obtaining a priori values of δ and probability densities δ (p (δ) ) 7, we obtain a priori values of δ and probability densities δ (p (δ) ), and in the block for determining a priori values of δ i and probability densities δ i (P (δi ) ) for each fil with number i 8, determine the a priori values of δ i and probability densities δ i (p (δi) ), in parallel, data from the block for measuring signal parameters to target 3 and the block for measuring signal power from target 4, as well as data from the block for determining a priori values δ i and probability densities δ i (p (δi) ) for each filter with number i 8 are used to build the NVS - P o , VIP o , VIR o and D o in each filter δ i in the block for constructing the NVS 5, from the values of P o , VIP o , VIR o and D o and δ i and (p (δi) ) values from the block for determining a priori values of δ i and probability densities δ i ( p (δi) ) for each filter with number i 8 enter the block for calculating the values of posterior probabilities of a random discrete quantity δ in each filter with number i 9 for calculating a posteriori values of the probability of a random discrete quantity δ in each filter with number i, simultaneously from the construction block NAF 5 values P o, of VIP, and VIR on the D o and the calculated a posteriori probabilities of a random discrete value δ in each filter with the number i of the calculation unit posteriori probabilities of a random discrete variables values δ in each filter with index i 9 enter the block parallel implementation of the Kalman filter for estimating FA - X (δi) to specify each filter (δi) 6 for the purpose of parallel implementation operation of the Kalman filter for estimating FA - X (δi) to specify a for each filter δ i , these estimates and the calculated posterior probability values of a random discrete quantity δ in each filter with number i from the unit for calculating the values of a posteriori probabilities of a random discrete quantity δ in each filter with number i 9 go to the weighted summation block estimates of the state vector (X to (δi) ) of all filters δ i 10 for organizing a weighted summation of estimates of the state vector (X to (δi) ) of all filters δ i , followed by calculation of the current coordinates of the target - П t and D t and EDC - V t and K t in the block for calculating the current coordinates of the target - bearing and distance (П t and D t ) and EDC - speed and course (V t and K t ) 11, based on the received coordinates of the target and EDC, which are displayed on the BIE 13 , data is generated to cover the current situation in BOTO 12 and make an operational decision.
Входной информацией для определения координат и ЭДЦ могут служить выходные формуляры системы сопровождения цели в пассивных каналах радиолокационных станций (РЛС) и данные систем геоинформационного обеспечения.The input information for determining the coordinates and the EDC can be the output forms of the target tracking system in the passive channels of radar stations and the data of geographic information systems.
Осуществление изобретения может быть выполнено путем внедрения реализации алгоритма в программное обеспечение работающих станций или изготовления вычислительного блока - приставки к действующим РЛС при условии измерения РЛС пеленгов и мощностей сигналов цели на входе приемной антенны.The implementation of the invention can be carried out by implementing the implementation of the algorithm in the software of the workstations or by manufacturing a computing unit - a set-top box for existing radars, subject to the measurement of radar bearings and target signal strengths at the input of the receiving antenna.
Возможно изготовление отдельного блока - приставки, который после настройки входа может решать задачу определения полярных координат и ЭДЦ в пассивном режиме.It is possible to manufacture a separate unit, a prefix, which, after setting up the input, can solve the problem of determining the polar coordinates and the EDC in passive mode.
Технический результат от использования изобретения заключается в повышении точности и быстродействия работы применением дополнительных аппаратных средств для обеспечения использования адаптивного метода «разделенного» оценивания вектора состояния Х(δ) и параллельной реализации n фильтров Калмана, каждый из которых независимо от остальных решает задачу оценки вектора состояния X(δi), в условиях параметрической неопределенности параметра δi - коэффициента километрического затухания, с последующим суммированием взвешенных оценок X(δi), где i=1, 2, 3, … n.The technical result from the use of the invention is to increase the accuracy and speed of work by using additional hardware to ensure the use of the adaptive method of "split" estimation of the state vector X (δ) and the parallel implementation of n Kalman filters, each of which, independently of the others, solves the problem of assessing the state vector X (δi) , under the conditions of parametric uncertainty of the parameter δ i - the coefficient of kilometric attenuation, followed by the summation of the weighted estimates X ( δi) , where i = 1, 2, 3, ... n.
Указанный технический результат достигается совокупностью отличительных признаков, определяющих новизну заявляемого изобретения, а именно дополнительным введением блока получения априорных значений δ и плотностей вероятности δ (р(δ)), блока определения априорных значений δi и плотностей вероятности δi (p(δi)) для каждого фильтра с номером i, блока вычисления значений апостериорных вероятностей случайной дискретной величины 5 в каждом фильтре с номером i и блока взвешенного суммирования оценок вектора состояния (Хк(δi)) всех фильтров δi.The specified technical result is achieved by a combination of distinctive features that determine the novelty of the claimed invention, namely by the additional introduction of a unit for obtaining a priori values of δ and probability densities δ (p (δ) ), a unit for determining a priori values of δ i and probability densities δ i (p (δi) ) for each filter with number i, a unit for calculating the values of posterior probabilities of a random discrete value 5 in each filter with number i, and a weighted summation block for estimating the state vector (X to (δi) ) of all filters δ i .
Представленные описание и структурная схема заявляемого однопозиционного пассивного радиоэлектронного комплекса позволяют, используя покупные комплектующие изделия, существующие материалы и оснастку, изготовить его промышленным способом и использовать для определения координат цели - дистанции и пеленга и элементов движения цели - скорости и курса с учетом коэффициента километрического затухания электромагнитного излучения цели.The presented description and structural diagram of the inventive single-position passive electronic complex allow, using purchased components, existing materials and equipment, to manufacture it industrially and use it to determine the coordinates of the target - distance and bearing and elements of the target’s movement - speed and course, taking into account the coefficient of kilometer electromagnetic attenuation radiation target.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014112383/07A RU2586078C2 (en) | 2014-03-31 | 2014-03-31 | Single-position passive radioelectronic system for determining horizontal coordinates, target motion elements and kilometric attenuation coefficient of electromagnetic radiation of target |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014112383/07A RU2586078C2 (en) | 2014-03-31 | 2014-03-31 | Single-position passive radioelectronic system for determining horizontal coordinates, target motion elements and kilometric attenuation coefficient of electromagnetic radiation of target |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014112383A RU2014112383A (en) | 2015-10-10 |
RU2586078C2 true RU2586078C2 (en) | 2016-06-10 |
Family
ID=54289328
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014112383/07A RU2586078C2 (en) | 2014-03-31 | 2014-03-31 | Single-position passive radioelectronic system for determining horizontal coordinates, target motion elements and kilometric attenuation coefficient of electromagnetic radiation of target |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2586078C2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2643154C1 (en) * | 2016-08-12 | 2018-01-31 | Общество с ограниченной ответственностью "Квадрокс" | Single-position multiplicative virtual-real method for determining coordinates of radio-frequency source location |
RU2643780C1 (en) * | 2016-09-02 | 2018-02-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Квадрокс" | Single-position multiplicative differential-relative method to determine location coordinates of radio radiation sources |
RU2643513C1 (en) * | 2016-09-02 | 2018-02-02 | Общество с ограниченной ответственностью "Квадрокс" | Single-position method for determining coordinates of radio-frequency source location |
CN109581075B (en) * | 2018-12-11 | 2021-04-23 | 湘潭大学 | Base station electromagnetic radiation evaluation method with buildings on two sides |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030143975A1 (en) * | 2002-01-07 | 2003-07-31 | David Hernandez | System and method for cyclic carrier de-rotation for earliest time of arrival estimation in a wireless communications system |
FR2920886A1 (en) * | 2007-09-11 | 2009-03-13 | Commissariat Energie Atomique | HYPERFREQUENCY RELATIVE TELEMETRE OF HIGH PRECISION. |
RU112446U1 (en) * | 2011-05-16 | 2012-01-10 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственный центр "Аквамарин" | PASSIVE RADIOELECTRONIC COMPLEX FOR ONE-POINT DETERMINATION OF HORIZONTAL COORDINATES AND OBJECTS OF MOTION OF THE OBJECT BY THE LINE-FILTRATION CALMAN-BUSSI METHOD |
JP2012154853A (en) * | 2011-01-27 | 2012-08-16 | Japan Radio Co Ltd | Arrival point-of-time identification apparatus |
RU2480705C2 (en) * | 2010-12-01 | 2013-04-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Калужский приборостроительный завод "Тайфун" | Target designation and control mobile station |
RU2488844C2 (en) * | 2010-06-18 | 2013-07-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Passive method and system for detecting objects moving in water |
RU136587U1 (en) * | 2013-05-13 | 2014-01-10 | Александр Вадимович Рудинский | PASSIVE RADIO ELECTRON COMPLEX FOR DETERMINING SPATIAL COORDINATES AND OBJECTS OF MOTION OF THE OBJECT BY ALGOMERIC AND POWER RADAR DATA |
-
2014
- 2014-03-31 RU RU2014112383/07A patent/RU2586078C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030143975A1 (en) * | 2002-01-07 | 2003-07-31 | David Hernandez | System and method for cyclic carrier de-rotation for earliest time of arrival estimation in a wireless communications system |
FR2920886A1 (en) * | 2007-09-11 | 2009-03-13 | Commissariat Energie Atomique | HYPERFREQUENCY RELATIVE TELEMETRE OF HIGH PRECISION. |
RU2488844C2 (en) * | 2010-06-18 | 2013-07-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Passive method and system for detecting objects moving in water |
RU2480705C2 (en) * | 2010-12-01 | 2013-04-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Калужский приборостроительный завод "Тайфун" | Target designation and control mobile station |
JP2012154853A (en) * | 2011-01-27 | 2012-08-16 | Japan Radio Co Ltd | Arrival point-of-time identification apparatus |
RU112446U1 (en) * | 2011-05-16 | 2012-01-10 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственный центр "Аквамарин" | PASSIVE RADIOELECTRONIC COMPLEX FOR ONE-POINT DETERMINATION OF HORIZONTAL COORDINATES AND OBJECTS OF MOTION OF THE OBJECT BY THE LINE-FILTRATION CALMAN-BUSSI METHOD |
RU136587U1 (en) * | 2013-05-13 | 2014-01-10 | Александр Вадимович Рудинский | PASSIVE RADIO ELECTRON COMPLEX FOR DETERMINING SPATIAL COORDINATES AND OBJECTS OF MOTION OF THE OBJECT BY ALGOMERIC AND POWER RADAR DATA |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2014112383A (en) | 2015-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2624461C1 (en) | Method of determining coordinates of object | |
RU2649887C1 (en) | Method for determining coordinates (bearing and remote) and parameters of movement (course and speed) of marine sound-producing target | |
RU2586078C2 (en) | Single-position passive radioelectronic system for determining horizontal coordinates, target motion elements and kilometric attenuation coefficient of electromagnetic radiation of target | |
Malanowski | Algorithm for target tracking using passive radar | |
Chen et al. | Multitarget detection and tracking for through-the-wall radars | |
JP5606151B2 (en) | Radar equipment | |
RU126474U1 (en) | PASSIVE RADIO ELECTRON COMPLEX FOR DETERMINING SPATIAL COORDINATES AND OBJECTS OF MOTION OF THE OBJECT BY ALGOMERIC AND POWER RADAR DATA | |
RU2649073C1 (en) | Method for determining coordinates of the underwater object by the hydroacoustic system of underwater navigation with an alignment beacon | |
Schoenecker et al. | Extreme-value analysis for mlML-PMHT, Part 2: target trackability | |
RU2562616C1 (en) | Method of acquiring radio information and radio system therefor | |
Guldogan et al. | Multiple target tracking with Gaussian mixture PHD filter using passive acoustic Doppler-only measurements | |
Laws et al. | Ship tracking by HF radar in coastal waters | |
CN115698750A (en) | High resolution and computationally efficient radar technology | |
RU2545068C1 (en) | Measurement method of changes of heading angle of movement of source of sounding signals | |
KR101480834B1 (en) | Target motion analysis method using target classification and ray tracing of underwater sound energy | |
Stinco et al. | Data fusion in a multistatic radar system | |
RU127945U1 (en) | NAVIGATING HYDROACOUSTIC STATION | |
Cuccoli et al. | Coordinate registration method based on sea/land transitions identification for over-the-horizon sky-wave radar: Numerical model and basic performance requirements | |
RU2714303C1 (en) | Difference-range-finding method for determining the location of a radio-frequency source in multipath propagation of radio waves | |
Rao et al. | Passive target tracking in underwater environment using bearing and frequency measurements | |
CN113567946A (en) | Real target and virtual image detection method for millimeter wave radar | |
RU136587U1 (en) | PASSIVE RADIO ELECTRON COMPLEX FOR DETERMINING SPATIAL COORDINATES AND OBJECTS OF MOTION OF THE OBJECT BY ALGOMERIC AND POWER RADAR DATA | |
RU2534731C1 (en) | Automatic classification system for short-range sonar | |
RU2552852C1 (en) | Device for determination of direction and distance to signal source | |
Allahparast et al. | An improved tracking algorithm for underwater vessels using the passive sonar |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160401 |