RU2607358C1 - Способ радиолокационного определения модуля скорости баллистического объекта - Google Patents

Способ радиолокационного определения модуля скорости баллистического объекта Download PDF

Info

Publication number
RU2607358C1
RU2607358C1 RU2015118051A RU2015118051A RU2607358C1 RU 2607358 C1 RU2607358 C1 RU 2607358C1 RU 2015118051 A RU2015118051 A RU 2015118051A RU 2015118051 A RU2015118051 A RU 2015118051A RU 2607358 C1 RU2607358 C1 RU 2607358C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
range
observation interval
ballistic
signals
radial
Prior art date
Application number
RU2015118051A
Other languages
English (en)
Inventor
Пётр Зотеевич Белоногов
Александр Иванович Стучилин
Эфир Иванович Шустов
Александр Васильевич Щербинко
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский центр "Резонанс" (ЗАО "НИЦ "Резонанс")
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 Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский центр "Резонанс" (ЗАО "НИЦ "Резонанс") filed Critical Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский центр "Резонанс" (ЗАО "НИЦ "Резонанс")
Priority to RU2015118051A priority Critical patent/RU2607358C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2607358C1 publication Critical patent/RU2607358C1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относится к радиолокации. Технический результат изобретения - повышение точности определения модуля скорости баллистического объекта (БО) в наземных радиолокационных станциях (РЛС) с грубыми измерениями угла места, азимута и дальности. Указанный результат достигается тем, что через интервалы времени, равные периоду обзора Т0, в РЛС измеряют дальность, радиальную скорость и высоту БО. Определяют оценку высоты БО в середине интервала наблюдения
Figure 00000027
путем взвешенного суммирования N оцифрованных измерений высоты. Определяют оценку первого приращения произведения дальности на радиальную скорость
Figure 00000028
за обзор путем взвешенного суммирования N оцифрованных сигналов произведений дальности на радиальную скорость. Определяют геоцентрический угол между РЛС и БО в середине интервала наблюдения по формуле
Figure 00000029
где rср - дальность до БО в середине интервала наблюдения, Rз - радиус Земли. Определяют ускорение силы тяжести в середине интервала наблюдения по формуле
Figure 00000030
где g0 - ускорение силы тяжести на поверхности Земли. Определяют значение модуля скорости БО в середине интервала наблюдения на невозмущенной баллистической траектории по формуле
Figure 00000031
1 табл., 2 ил.

Description

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано для определения модуля скорости баллистического объекта (БО) на невозмущенном пассивном участке (ПУТ) баллистической траектории с помощью наземных радиолокационных станций (РЛС) с грубыми измерениями угла места, азимута и дальности.
Известны способы, в которых измеряют скорости изменения декартовых координат (
Figure 00000001
,
Figure 00000002
,
Figure 00000003
). Для измерения этих скоростей изменения декартовых координат могут использоваться способы оценивания путем оптимального взвешенного суммирования значений декартовых координат (Кузьмин С.З. Цифровая обработка радиолокационной информации. М.: «Сов. радио», 1967, с. 298-306. Кузьмин С.З. Основы проектирования систем цифровой обработки радиолокационной информации. М.: «Радио и связь», 1986, с. 151-155), способы численного дифференцирования (Жданюк Б.Ф. Основы статистической обработки траекторных измерений. М.: «Сов. радио», 1978, с. 253-265) и др. Затем вычисляют модуль скорости по формуле:
Figure 00000004
Недостатком этих способов является низкая точность определения модуля скорости БО с помощью РЛС с грубыми измерениями угла места и азимута. При этом доминирующее влияние на точность определения модуля скорости оказывают ошибки измерения угла места (высоты) БО (Патент RU 2540323).
Наиболее близким заявляемому способу, то есть прототипом, является способ определения модуля скорости БО по выборкам квадратов дальности и высоты (Способ определения модуля скорости баллистической цели в наземной радиолокационной станции. Патент RU 2540323).
В РЛС через интервалы времени, равные периоду обзора Т0, измеряют дальность и высоту БО, производят преобразование измерений дальности и высоты в цифровые сигналы, формируют фиксированную выборку N оцифрованных сигналов высоты, определяют оценку высоты БО в середине интервала наблюдения
Figure 00000005
 путем взвешенного суммирования N оцифрованных измерений высоты (блоки 7-12 фиг. 1). Затем определяют геоцентрический угол между РЛС и БО в середине интервала наблюдения по формуле
Figure 00000006
где rcp - дальность до БО в середине интервала наблюдения, Rз - радиус Земли (блок 13 фиг. 1). Определяют ускорение силы тяжести в середине интервала наблюдения по формуле
Figure 00000007
где g0 - ускорение силы тяжести на поверхности Земли (блок 14 фиг. 1). В каждом обзоре перемножают оцифрованные сигналы дальности, то есть определяют квадраты дальности (блок 2 фиг. 1), формируют фиксированную выборку N оцифрованных сигналов квадратов дальности, производят взвешенное суммирование N оцифрованных сигналов квадратов дальности и определяют оценку второго приращения квадрата дальности
Figure 00000008
 за обзор (блоки 3-6 фиг. 1). Далее определяют значение модуля скорости БО в середине интервала наблюдения на невозмущенном пассивном участке траектории по формуле
Figure 00000009
(блок 15 фиг. 1).
При высокоточных измерениях дальности (среднеквадратические ошибки (СКО) σr=25 м) точность определения модуля скорости ВО типа ракеты «Скад» с помощью РЛС метрового диапазона «Резонанс-НЭ» с грубыми измерениями угла места и азимута (ошибки измерения угла места и азимута - 1,5 градуса) повышается примерно в 8 раз по сравнению со способом оценивания по выборкам декартовых координат.
Однако при грубых измерениях дальности преимущество способа-прототипа практически утрачивается. Например, при σr=300 м и времени оценивания 30 секунд СКО определения модуля скорости увеличиваются с 19 м/с при σr=25 м до 282 м/с, то есть становятся больше ошибок определения модуля скорости (
Figure 00000010
) по выборкам декартовых координат (там же, таблица 1, фиг. 5).
Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение точности определения модуля скорости БО за счет уменьшения влияния ошибок измерения дальности.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе радиолокационного определения модуля скорости баллистического объекта, заключающемся в том, что через интервалы времени, равные периоду обзора Т0, в радиолокационной станции измеряют дальность и высоту БО, производят преобразование измерений дальности и высоты в цифровые сигналы, формируют фиксированную выборку N оцифрованных сигналов высоты БО, производят взвешенное суммирование N оцифрованных сигналов высоты и определяют оценку
Figure 00000011
 высоты БО в середине интервала наблюдения, определяют геоцентрический угол между РЛС и БО в середине интервала наблюдения по формуле
Figure 00000012
где rcp - дальность до БО в середине интервала наблюдения, Rз - радиус Земли, определяют ускорение силы тяжести в середине интервала наблюдения по формуле
Figure 00000013
где g0 - ускорение силы тяжести на поверхности Земли. Согласно изобретению в каждом обзоре измеряют радиальную скорость БО, производят преобразование измерений радиальной скорости в цифровые сигналы, перемножают цифровые сигналы радиальной скорости на цифровые сигналы дальности. Затем формируют фиксированную выборку из N оцифрованных сигналов произведений дальности на радиальную скорость, производят взвешенное суммирование N оцифрованных сигналов произведений дальности на радиальную скорость и определяют оценку первого приращения произведения дальности на радиальную скорость
Figure 00000014
 за обзор. Далее определяют значение модуля скорости БО в середине интервала наблюдения на невозмущенном пассивном участке баллистической траектории по формуле
Figure 00000015
Для доказательства реализуемости заявленного технического результата в таблице приведены результаты сравнения точности определения модуля скорости БО, типа ракеты «Скад», в РЛС «Резонанс-НЭ» различными способами.
Figure 00000016
Как видно из таблицы, точность определения модуля скорости в РЛС «Резонанс-НЭ» заявляемым способом по сравнению со способом-прототипом повышается почти в 15 раз при времени оценивания 30 секунд. При этом, в отличие от прототипа, при увеличении ошибок измерения дальности в 12 раз (с σr=25 м до σr=300 м) точность определения модуля скорости уменьшилась только на 10 процентов, а не в 8 раз, как в прототипе.
Значения СКО определения модуля скорости ракеты «Скад» в РЛС «Резонанс-НЭ» (ошибки измерения угла места и азимута σε=σβ=1,5 градуса, дальности σr=300 м, радиальной скорости
Figure 00000017
) вычислялись по формуле:
Figure 00000018
где rcp=330,25 км - дальность БО в середине интервала наблюдения;
εср=6,2° - угол места БО в середине интервала наблюдения;
Figure 00000019
 - радиальная скорость БО в середине интервала наблюдения;
gcp=9,69 м/с2 - ускорение силы тяжести в середине интервала наблюдения;
Vcp=1436 м/с - модуль скорости БО в середине интервала наблюдения (там же, таблица 2, фиг. 5).
Значения СКО измерения угла места, дальности и радиальной скорости РЛС метрового диапазона «Резонанс-НЭ» приведены в альманахе «Вооружение ПВО и РЭС России» (М.: Издательство НО «Лига содействия оборонным предприятиям», 2011, с. 356-361).
Так же, как в прототипе, практически отсутствуют методические ошибки при определении модуля скорости в середине интервала наблюдения на невозмущенном пассивном участке траектории. Заявляемый способ также нельзя использовать на активном участке траектории и при совершении БО маневра на пассивном участке траектории. Для определения времени окончания активного участка траектории можно использовать изобретение «Способ радиолокационного определения времени окончания активного участка баллистической траектории» (патент RU №2509319), а для выявления маневра БО на пассивном участке траектории - изобретение «Способ радиолокационного обнаружения маневра баллистической цели на пассивном участке траектории» (патент RU №2524208).
Сущность заявляемого способа поясняется схемой, приведенной на фигуре 2, где
1 - измеритель дальности (блок);
2 - измеритель высоты (блок);
3 - измеритель угла места (блок);
4 - запоминающее устройство;
5 - блок умножителей (блок);
6 - блок весовых коэффициентов оценки высоты в середине интервала наблюдения (блок);
7 - сумматор;
8 - вычислитель геоцентрического угла (вычислитель);
9 - вычислитель ускорения силы тяжести (вычислитель);
10 - умножитель (блок);
11 - запоминающее устройство;
12 - блок умножителей (блок);
13 - блок весовых коэффициентов оценки первого приращения в середине интервала наблюдения (блок);
14 - сумматор;
15 - вычислитель модуля скорости;
16 - измеритель радиальной скорости (блок).
В блоках 1-9 так же, как в прототипе, определяют оценку высоты БО в середине интервала наблюдения путем взвешенного суммирования N оцифрованных измерений высоты и вычисляют геоцентрический угол между РЛС и БО в середине интервала наблюдения и ускорение силы тяжести.
В отличие от прототипа в схему введен измеритель радиальной скорости (блок 16). В умножителе перемножают оцифрованные сигналы радиальной скорости и дальности. В блоке весовых коэффициентов (13) определяют весовые коэффициенты оценки первого приращения произведения дальности на радиальную скорость в середине интервала наблюдения по формуле:
Figure 00000020
, где i - порядковый номер произведения дальности на радиальную скорость в фиксированной выборке.
На входе сумматора 14 формируется фиксированная выборка сигналов взвешенных произведений дальности на радиальную скорость, а на выходе сумматора получают оценку первого приращения произведения дальности на радиальную скорость в середине интервала наблюдения, которую подают на вычислитель модуля скорости. На три других входа вычислителя, так же, как в прототипе, подают оценку высоты БО, значения геоцентрического угла и ускорения силы тяжести. Выход этого вычислителя является выходом устройства определения модуля скорости БО.
К основным признакам, которые отличают изобретение от прототипа, а также характеризуют новизну изобретения, относятся следующие действия с оцифрованными радиолокационными сигналами:
- измерение радиальной скорости и преобразование этих измерений в цифровые сигналы;
- перемножение цифровых сигналов радиальной скорости на цифровые сигналы дальности в каждом обзоре;
- формирование фиксированной выборки из N оцифрованных сигналов произведений дальности на радиальную скорость;
- взвешенное суммирование N оцифрованных сигналов произведений дальности на радиальную скорость и определение оценки первого приращения
Figure 00000021
 произведения дальности на радиальную скорость за обзор.
Таким образом, повышение точности определения модуля скорости баллистического объекта в середине интервала наблюдения на невозмущенном пассивном участке баллистической траектории в наземных РЛС с грубыми измерениями угла места, азимута и дальности достигается за счет использования фиксированных выборок произведений высокоточных измерений радиальной скорости на измерения дальности.

Claims (2)

  1. Способ радиолокационного определения модуля скорости баллистического объекта, заключающийся в том, что через интервалы времени, равные периоду обзора T0 радиолокационной станции, измеряют дальность и высоту баллистического объекта, производят преобразование измерений дальности и высоты в цифровые сигналы, формируют фиксированную выборку N оцифрованных сигналов высоты баллистического объекта, производят взвешенное суммирование N оцифрованных сигналов высоты и определяют оценку
    Figure 00000022
     высоты баллистического объекта в середине интервала наблюдения, определяют геоцентрический угол между радиолокационной станцией и баллистическим объектом в середине интервала наблюдения по формуле
    Figure 00000023
    где rcp - дальность до баллистического объекта в середине интервала наблюдения, Rз - радиус Земли, определяют ускорение силы тяжести в середине интервала наблюдения по формуле
    Figure 00000024
    где g0 - ускорение силы тяжести на поверхности Земли, отличающийся тем, что в каждом обзоре измеряют радиальную скорость баллистического объекта, производят преобразование измерений радиальной скорости в цифровые сигналы, перемножают цифровые сигналы радиальной скорости на цифровые сигналы дальности, формируют фиксированную выборку N оцифрованных сигналов произведений дальности на радиальную скорость, производят взвешенное суммирование N оцифрованных сигналов произведений дальности на радиальную скорость и определяют оценку первого приращения произведения дальности на радиальную скорость
    Figure 00000025
    за обзор, определяют значение модуля скорости баллистического объекта в середине интервала наблюдения на невозмущенной баллистической траектории по формуле
  2. Figure 00000026
RU2015118051A 2015-08-05 2015-08-05 Способ радиолокационного определения модуля скорости баллистического объекта RU2607358C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015118051A RU2607358C1 (ru) 2015-08-05 2015-08-05 Способ радиолокационного определения модуля скорости баллистического объекта

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015118051A RU2607358C1 (ru) 2015-08-05 2015-08-05 Способ радиолокационного определения модуля скорости баллистического объекта

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2607358C1 true RU2607358C1 (ru) 2017-01-10

Family

ID=58452549

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015118051A RU2607358C1 (ru) 2015-08-05 2015-08-05 Способ радиолокационного определения модуля скорости баллистического объекта

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2607358C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2669773C1 (ru) * 2017-05-30 2018-10-16 Федеральное государственное бюджетное учреждение "3 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации Способ определения модуля скорости неманеврирующей аэродинамической цели по выборкам измерений дальности
RU2796965C1 (ru) * 2021-12-27 2023-05-29 Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский центр "Резонанс" (ЗАО "НИЦ "Резонанс") Способ и устройство определения модуля скорости баллистической цели с использованием оценок ее радиального ускорения при неоднозначных измерениях радиальной скорости

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2362965C2 (ru) * 2007-03-09 2009-07-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Поиск" Устройство формирования времени коррекции отделения головной части ракеты
RU2509319C1 (ru) * 2012-10-10 2014-03-10 Закрытое акционерное общество Научно-исследовательский центр "РЕЗОНАНС" (ЗАО НИЦ "РЕЗОНАНС") Способ радиолокационного определения времени окончания активного участка баллистической траектории
RU2510861C1 (ru) * 2012-09-10 2014-04-10 Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники" Способ радиолокационного определения времени окончания активного участка баллистической траектории
WO2014098693A1 (en) * 2012-12-21 2014-06-26 Autoliv Development Ab Vehicle radar diagnostic arrangement
RU2540323C1 (ru) * 2014-01-21 2015-02-10 Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники" Способ определения модуля скорости баллистической цели в наземной радиолокационной станции

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2362965C2 (ru) * 2007-03-09 2009-07-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт "Поиск" Устройство формирования времени коррекции отделения головной части ракеты
RU2510861C1 (ru) * 2012-09-10 2014-04-10 Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники" Способ радиолокационного определения времени окончания активного участка баллистической траектории
RU2509319C1 (ru) * 2012-10-10 2014-03-10 Закрытое акционерное общество Научно-исследовательский центр "РЕЗОНАНС" (ЗАО НИЦ "РЕЗОНАНС") Способ радиолокационного определения времени окончания активного участка баллистической траектории
WO2014098693A1 (en) * 2012-12-21 2014-06-26 Autoliv Development Ab Vehicle radar diagnostic arrangement
RU2540323C1 (ru) * 2014-01-21 2015-02-10 Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники" Способ определения модуля скорости баллистической цели в наземной радиолокационной станции

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2669773C1 (ru) * 2017-05-30 2018-10-16 Федеральное государственное бюджетное учреждение "3 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации Способ определения модуля скорости неманеврирующей аэродинамической цели по выборкам измерений дальности
RU2796965C1 (ru) * 2021-12-27 2023-05-29 Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский центр "Резонанс" (ЗАО "НИЦ "Резонанс") Способ и устройство определения модуля скорости баллистической цели с использованием оценок ее радиального ускорения при неоднозначных измерениях радиальной скорости

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2524208C1 (ru) Способ радиолокационного обнаружения маневра баллистической цели на пассивном участке траектории
RU2510861C1 (ru) Способ радиолокационного определения времени окончания активного участка баллистической траектории
RU2540323C1 (ru) Способ определения модуля скорости баллистической цели в наземной радиолокационной станции
RU2503969C1 (ru) Триангуляционно-гиперболический способ определения координат радиоизлучающих воздушных объектов в пространстве
RU2373551C1 (ru) Способ измерения угловых координат нескольких объектов в многоканальных доплеровских рлс
CN110471029B (zh) 一种基于扩展卡尔曼滤波的单站无源定位方法及装置
CN102830394B (zh) 基于多谱线积累的弱目标探测方法
RU2607358C1 (ru) Способ радиолокационного определения модуля скорости баллистического объекта
RU126474U1 (ru) Пассивный радиоэлектронный комплекс для определения пространственных координат и элементов движения объекта по угломерным и энергетическим данным радиолокации
RU2658317C1 (ru) Способ и устройство определения модуля скорости баллистического объекта с использованием выборки квадратов дальности
RU2710894C1 (ru) Способ классификации и бланкирования дискретных помех
RU2609530C1 (ru) Способ распознавания направления самонаведения пущенной по группе самолётов ракеты с радиолокационной головкой самонаведения
Karlov et al. Evaluation of the accuracy of measuring the radial velocity of a target with an exponential and alternating decrease in phase correlation of the burst radio signal
RU2669773C1 (ru) Способ определения модуля скорости неманеврирующей аэродинамической цели по выборкам измерений дальности
RU2509319C1 (ru) Способ радиолокационного определения времени окончания активного участка баллистической траектории
RU2634479C2 (ru) Способ определения модуля скорости баллистического объекта с использованием выборки произведений дальности на радиальную скорость и устройство для его реализации
RU2714884C1 (ru) Способ определения курса объекта на линейной траектории с использованием измерений его радиальной скорости
RU2615783C1 (ru) Обнаружитель маневра баллистической ракеты по фиксированной выборке квадратов дальности
RU2392639C1 (ru) Способ измерения начальной скорости снаряда и устройство для его осуществления
RU2632476C2 (ru) Способ обнаружения маневра баллистического объекта по выборкам произведений дальности на радиальную скорость и устройство для его реализации
RU2741400C2 (ru) Способ и устройство определения путевой скорости неманеврирующего объекта по выборке произведений дальности на радиальную скорость
RU2635657C2 (ru) Обнаружитель маневра баллистической ракеты по фиксированной выборке произведений дальности на радиальную скорость
RU2559310C2 (ru) Способ оценки дистанции до шумящего в море объекта
Karpova et al. Synthesis of ambiguity functions for complex radar signal processing
RU2551896C2 (ru) Способ однолучевого измерения высоты и составляющих скорости летательного аппарата и устройство радиовысотомера, реализующего способ

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190806