RU2713193C1 - Method for inter-position identification of measurement results and determination of coordinates of aerial targets in a multi-position radar system - Google Patents

Method for inter-position identification of measurement results and determination of coordinates of aerial targets in a multi-position radar system Download PDF

Info

Publication number
RU2713193C1
RU2713193C1 RU2019106870A RU2019106870A RU2713193C1 RU 2713193 C1 RU2713193 C1 RU 2713193C1 RU 2019106870 A RU2019106870 A RU 2019106870A RU 2019106870 A RU2019106870 A RU 2019106870A RU 2713193 C1 RU2713193 C1 RU 2713193C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
base
ellipsoid
air
coordinates
targets
Prior art date
Application number
RU2019106870A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владислав Викторович Кирюшкин
Александр Викторович Журавлев
Алексей Вячеславович Коровин
Владимир Андреевич Шуваев
Евгений Михайлович Красов
Виктор Григорьевич Маркин
Original Assignee
Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК"
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 Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" filed Critical Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК"
Priority to RU2019106870A priority Critical patent/RU2713193C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2713193C1 publication Critical patent/RU2713193C1/en

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
    • G01S13/52—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds
    • G01S13/522—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds using transmissions of interrupted pulse modulated waves
    • G01S13/524—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds using transmissions of interrupted pulse modulated waves based upon the phase or frequency shift resulting from movement of objects, with reference to the transmitted signals, e.g. coherent MTi
    • G01S13/5244—Adaptive clutter cancellation
    • 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
    • G01S13/52—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds
    • G01S13/538—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds eliminating objects that have not moved between successive antenna scans, e.g. area MTi
    • 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
    • G01S13/74—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/76—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems wherein pulse-type signals are transmitted
    • G01S13/78—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems wherein pulse-type signals are transmitted discriminating between different kinds of targets, e.g. IFF-radar, i.e. identification of friend or foe
    • 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
    • G01S13/74—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/76—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems wherein pulse-type signals are transmitted
    • G01S13/78—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems wherein pulse-type signals are transmitted discriminating between different kinds of targets, e.g. IFF-radar, i.e. identification of friend or foe
    • G01S13/781—Secondary Surveillance Radar [SSR] in general
    • G01S13/782—Secondary Surveillance Radar [SSR] in general using multimoding or selective addressing
    • 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
    • G01S13/74—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/76—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems wherein pulse-type signals are transmitted
    • G01S13/78—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems wherein pulse-type signals are transmitted discriminating between different kinds of targets, e.g. IFF-radar, i.e. identification of friend or foe
    • G01S13/785—Distance Measuring Equipment [DME] systems
    • G01S13/788—Coders or decoders therefor; Special detection circuits
    • 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
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/28—Details of pulse systems
    • G01S7/285—Receivers
    • G01S7/292—Extracting wanted echo-signals
    • G01S7/2921—Extracting wanted echo-signals based on data belonging to one radar period
    • G01S7/2922—Extracting wanted echo-signals based on data belonging to one radar period by using a controlled threshold
    • 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
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/41—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
    • G01S7/415—Identification of targets based on measurements of movement associated with the target

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

FIELD: radar ranging.
SUBSTANCE: invention relates to radar ranging and can be used for inter-position identification of measurement results and determination of coordinates of aerial targets in multi-position radar system (MPRS) in conditions of multi-purpose environment. Method for inter-position identification of measurement results and determination of coordinates of aerial targets in total-range MPRS is based on use of excessive total-range-finding measurements obtained in m > 1 positions of MPRS, wherein method provides in MPRS one of positions, conditionally selected as basic, and successively considered all marks of air targets, registered in base position of MPRS, checking for each air target mark of the base position based on the corresponding overall-range-finding measurement of the basic position based on the position (base ellipsoid) position plotting, with focal points in the transmitter and base position receiver points, obtaining a rough estimate of the air target spatial coordinates, for which the base ellipsoid has been built, formation of a measurement vector from the reference position, i. e. a group of marks for that air target, and elevations of excess positions providing minimum summary discrepancies, recurrence of similar procedures with construction of a base ellipsoid for each mark of aerial targets observed in the base position of the MPRS.
EFFECT: technical result is inter-position identification, which reduces the number of identification hypotheses with a large number of targets and does not require additional redundant measurements.
1 cl, 3 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для межпозиционного отождествления результатов измерений и определения координат воздушных целей в многопозиционной радиолокационной системе (МПРЛС) в условиях многоцелевой обстановки.The present invention relates to radar and can be used for inter-position identification of measurement results and determine the coordinates of air targets in a multi-position radar system (MPLS) in a multi-purpose environment.

Известен способ межпозиционного отождествления результатов измерений в МПРЛС [1, с. 393], основанный на прямом переборе всех возможных гипотез отождествления, в результате которого необходимо сформировать N групп отметок (по числу разрешенных целей) так, чтобы каждая группа содержала m отметок (по одной от каждой позиции МПРЛС), причем каждая отметка входила бы только в одну группу. В этом случае потребуется проверить

Figure 00000001
гипотез отождествления, для каждой из которых вычислить координаты N целей с использованием известных методов (например, метода наименьших квадратов).A known method of inter-position identification of measurement results in MPRLS [1, p. 393], based on a direct search of all possible identification hypotheses, as a result of which it is necessary to form N groups of marks (according to the number of permitted goals) so that each group contains m marks (one from each position of the MPRLS), and each mark would be included only in one group. In this case, you need to check
Figure 00000001
identification hypotheses, for each of which calculate the coordinates of N targets using known methods (for example, the least squares method).

Недостаток данного способа заключается в том, что при проверке

Figure 00000002
гипотез отождествления, количество гипотез, а следовательно, и потребные вычислительные мощности, быстро растут с увеличением количества наблюдаемых целей, а для сокращения количества ложных гипотез применяется предварительное стробирование по координатам и параметрам, для чего необходимы избыточные измерения дополнительных параметров, например, в дальномерных измерительных системах необходимо измерить и азимут цели.The disadvantage of this method is that when checking
Figure 00000002
identification hypotheses, the number of hypotheses, and consequently the required computing power, quickly grows with an increase in the number of observed targets, and preliminary gating by coordinates and parameters is used to reduce the number of false hypotheses, which requires excessive measurements of additional parameters, for example, in range-measuring measuring systems It is necessary to measure the azimuth of the target.

Целью предлагаемого способа является межпозиционное отождествление, обеспечивающее сокращение количества гипотез отождествления при большом количестве целей и не требующее при этом избыточных измерений дополнительных параметров.The aim of the proposed method is inter-position identification, which provides a reduction in the number of identification hypotheses with a large number of goals and does not require excessive measurements of additional parameters.

Предлагаемый способ межпозиционного отождествления результатов измерений и определения координат воздушных целей в суммарно-дальномерной МПРЛС основан на использовании избыточных суммарно-дальномерных измерений, полученных в m>1 позициях МПРЛС, обеспечивающий в МПРЛС одну из позиций, условно выбранную в качестве базовой, и последовательно рассматриваемые все отметки воздушных целей, зарегистрированных в базовой позиции МПРЛС, проверку для каждой отметки воздушной цели базовой позиции по соответствующему суммарно-дальномерному измерению базовой позиции на основе построения поверхности положения (базового эллипсоида) с фокусами в точках местоположения передатчика и приемника базовой позиции, определение местоположения проверяемой воздушной цели на базовом эллипсоиде путем организации виртуального обзора пространства из центра базового эллипсоида по угловым координатам с проверкой гипотезы о нахождении воздушной цели на поверхности базового эллипсоида в точке с заданными угловыми координатами, по минимуму невязки между действительными суммарно-дальномерными измерениями воздушных целей в каждой избыточной позиции (кроме базовой) и гипотетической суммарной дальностью, рассчитанной для этой же избыточной позиции в предположении, что воздушная цель находится в проверяемой точке на поверхности базового эллипса, расчет суммы таких минимальных невязок для проверяемой гипотезы всей МПРЛС по всем избыточным позициям (кроме базовой), получение двухмерной зависимости значений суммарной невязки от угловых координат точки на поверхности базового эллипсоида в ходе виртуального обзора пространства и проверки всех гипотез о нахождении проверяемой воздушной цели, минимальную суммарную невязку, служащую для получения грубой оценки пространственных координат воздушной цели, для которой был построен базовый эллипсоид, формирование из отметки базовой позиции вектора измерений (т.е. группы отметок) для этой воздушной цели, и отметок избыточных позиций, обеспечивающих минимум суммарной невязки, повторяемость аналогичных процедур с построением базового эллипсоида для каждой отметки воздушных целей, наблюдаемых в базовой позиции МПРЛС.The proposed method for inter-position identification of measurement results and determination of the coordinates of air targets in the total rangefinder MPRLS is based on the use of excess total-rangefinder measurements obtained in m> 1 positions of the MPRLS, which provides one of the positions in the MPRL, conditionally selected as the base, and all considered sequentially marks of air targets recorded in the base position of the MPRLS, a check for each mark of air targets of the base position for the corresponding total range measuring the base position based on the construction of the position surface (base ellipsoid) with the foci at the location points of the transmitter and receiver of the base position, determining the location of the air target to be checked on the base ellipsoid by organizing a virtual view of the space from the center of the base ellipsoid in angular coordinates, testing the hypothesis of finding the air target on the surface of the base ellipsoid at a point with given angular coordinates, to minimize the discrepancies between the actual total-range and measurements of air targets at each redundant position (except the base) and a hypothetical total range calculated for the same excess position under the assumption that the air target is at a test point on the surface of the base ellipse, calculating the sum of such minimum residuals for the test hypothesis of the entire MPLS for all redundant positions (except the base), obtaining a two-dimensional dependence of the total residuals on the angular coordinates of the point on the surface of the base ellipsoid during a virtual space survey and testing all hypotheses about finding a verified air target, the minimum total discrepancy, which serves to obtain a rough estimate of the spatial coordinates of the air target for which a basic ellipsoid was constructed, the formation of a measurement vector from the mark of the base position (i.e. groups of marks) for this aerial target, and marks of redundant positions providing a minimum of total discrepancy, repeatability of similar procedures with the construction of a basic ellipsoid for each mark of air targets observed in the base position of the MPRLS.

Сущность способа межпозиционного отождествления результатов измерений и определения координат воздушных целей в многопозиционной радиолокационной системе поясняется следующими рисунками. На фиг. 1 показана функциональная схема МПЛРС, на фиг. 2 показана система координат в МПЛРС, где ось X перпендикулярна оси Y в плоскости поверхности земли, на фиг. 3 показана система координат в МПЛРС, где ось Z направленна вертикально вверх.The essence of the method of inter-position identification of measurement results and determination of coordinates of air targets in a multi-position radar system is illustrated by the following figures. In FIG. 1 shows a functional diagram of MPLS, in FIG. 2 shows the coordinate system in MPLS, where the X axis is perpendicular to the Y axis in the plane of the earth’s surface, in FIG. Figure 3 shows the coordinate system in MPLS, where the Z axis is directed vertically upward.

В способе межпозиционного отождествления результатов измерений и определения координат воздушных целей в многопозиционной радиолокационной системе задействованы I передатчиков 1.i с координатами х1.i, у1.i, z1.i, i=1, 2, …, I, и J приемников 2.j с координатами х2.j, y2.j, z2,j, j=1, 2, …, J (общее количество позиций m=I⋅J), в зоне действия которой одновременно находятся N воздушных целей 3.n с искомыми координатами х3.n, у3.n, z3.n, n=1, 2, …, N.The method of inter-position identification of measurement results and determination of the coordinates of air targets in a multi-position radar system involves I transmitters 1.i with coordinates x 1.i , 1.i , z 1.i , i = 1, 2, ..., I, and J receivers 2.j with coordinates x 2.j , y 2.j , z 2, j , j = 1, 2, ..., J (the total number of positions m = I⋅J), in the coverage area of which there are simultaneously N air targets 3.n with the desired coordinates x 3.n , y 3.n , z 3.n , n = 1, 2, ..., N.

В каждой позиции «передатчик 1.i - приемник 2.j» получено N отметок наблюдаемых воздушных целей 3.n. Соответствующие суммарные измерения дальности по сигналу от i-го передатчика 1.i, рассеянному n-ой воздушной целью 3.n и принятому в j-м приемнике 2.j, имеют видIn each position “transmitter 1.i - receiver 2.j” N marks of observed air targets 3.n were received. The corresponding total range measurements from the signal from the i-th transmitter 1.i, scattered by the n-th air target 3.n and received in the j-th receiver 2.j, have the form

Figure 00000003
Figure 00000003

где

Figure 00000004
- дальность пути по сигналу от передатчика 1.i до воздушной цели 3.n,
Figure 00000005
- дальность пути по сигналу от воздушной цели 3.n до приемника 2.j, ε - случайная погрешность измерения дальности.Where
Figure 00000004
- the distance along the signal from the transmitter 1.i to the air target 3.n,
Figure 00000005
- the distance of the path according to the signal from the air target 3.n to the receiver 2.j, ε is the random error in measuring the range.

В процессе межпозиционного отождествления результатов измерений в МПРЛС необходимо все суммарные измерения дальности

Figure 00000006
в каждой позиции «передатчик 1.i - приемник 2.j» поставить в соответствие нужной цели 3.n, сформировать N векторов измерений (групп отметок целей) R3.n, грубо определить координаты всех N наблюдаемых воздушных целей 3.n и подготовить исходные данные для завязки траекторий.In the process of inter-position identification of the measurement results in MPRLS, all total range measurements are necessary
Figure 00000006
in each position “transmitter 1.i - receiver 2.j”, set the desired target 3.n, form N measurement vectors (groups of target marks) R 3.n , roughly determine the coordinates of all N observed air targets 3.n and prepare initial data for setting trajectories.

Для этого в МПРЛС одна из позиций, например, позиция «передатчик 1.1 - приемник 2.1» (не устраняет общности), условно выбирается в качестве базовой позиции.For this, in the MPRLS one of the positions, for example, the position “transmitter 1.1 - receiver 2.1” (does not eliminate the generality), is conditionally selected as the base position.

Задается система координат XYZ так, что ее центр О соответствует середине базовой позиции «передатчик 1.1 - приемник 2.1», ось Y совпадает с линией базовой позиции «передатчик 1.1 - приемник 2.1», ось X перпендикулярна оси Y в плоскости поверхности Земли (Фиг. 2), а ось Z направлена вертикально вверх (Фиг. 3). Все пространственные координаты передатчиков 1.i и приемников 2.j МПРЛС, а также пространственные координаты целей 3.n рассматриваются в этой системе координат.The coordinate system XYZ is set so that its center O corresponds to the middle of the base position "transmitter 1.1 - receiver 2.1", the Y axis coincides with the line of the base position "transmitter 1.1 - receiver 2.1", the X axis is perpendicular to the Y axis in the plane of the Earth’s surface (Fig. 2 ), and the Z axis is directed vertically upward (Fig. 3). All spatial coordinates of the transmitters 1.i and receivers 2.j of the MPRLS, as well as the spatial coordinates of targets 3.n are considered in this coordinate system.

Далее последовательно рассматривается каждая из всех N отметок воздушных целей 3.n, зарегистрированных в базовой позиции «передатчик 1.1 - приемник 2.1» МПРЛС.Next, each of all N marks of air targets 3.n recorded in the base position “transmitter 1.1 - receiver 2.1” of the MPRS is sequentially considered.

Для каждой n-ой воздушной цели 3.n, наблюдаемой в базовой позиции «передатчик 1.1 - приемник 2.1», по соответствующему суммарно-дальномерному измерению базовой позиции «передатчик 1.1 - приемник 2.1» сначала строится линия положения этой воздушной цели 3.n. Линия положения в плоскости XY будет представлять собой эллипс с центром в начале координат и фокусами, совпадающими с передатчиком 1.1 (F1) и приемником 2.1 (F2). Для однозначного определения конфигурации этого эллипса определяются его три основных параметра: а - большая полуось, b - малая полуось, с - расстояние от центра эллипса до его фокусов F1 и F2 (Фиг. 2).For each n-th air target 3.n observed at the base position “transmitter 1.1 - receiver 2.1”, the line of the position of this air target 3.n is first constructed according to the corresponding total-range measurement of the base position “transmitter 1.1 - receiver 2.1” The position line in the XY plane will be an ellipse centered at the origin and focuses matching the transmitter 1.1 (F 1 ) and the receiver 2.1 (F 2 ). To uniquely determine the configuration of this ellipse, its three main parameters are determined: a - semi-major axis, b - semi-minor axis, c - distance from the center of the ellipse to its foci F 1 and F 2 (Fig. 2).

Третий параметр эллипса определяется на основании известного местоположения его фокусов F1 и F2 The third parameter of the ellipse is determined based on the known location of its foci F 1 and F 2

Figure 00000007
Figure 00000007

Суммарные измерения дальности в базовой позиции «передатчик 1.1 - приемник 2.1», соответствующие проверяемой n-ой воздушной цели 3.n

Figure 00000008
будут окончательно определять конфигурацию этого эллипса, поскольку сумма расстояний от любой точки эллипса до его фокусов равна удвоенному значению большой полуоси. Тогда величина большой полуоси будет определятьсяTotal range measurements in the base position “transmitter 1.1 - receiver 2.1”, corresponding to the checked n-th air target 3.n
Figure 00000008
will finally determine the configuration of this ellipse, since the sum of the distances from any point of the ellipse to its foci is equal to twice the value of the major semi-axis. Then the size of the semi-major axis will be determined

Figure 00000009
Figure 00000009

Значение малой полуоси эллипса определяется через а и сThe value of the minor axis of the ellipse is determined through a and c

Figure 00000010
Figure 00000010

Таким образом, конфигурация эллипса, соответствующего суммарно-дальномерным измерениям n-ой воздушной цели 3.n в базовой позиции «передатчик 1.1 - приемник 2.1», известна полностью.Thus, the configuration of the ellipse corresponding to the total-range measurements of the nth air target 3.n in the base position “transmitter 1.1 - receiver 2.1” is fully known.

Соответствующая поверхность положения воздушной цели 3.n в пространстве (базовый эллипсоид) получается вращением эллипса, полученного для n-ой воздушной цели 3.n базовой позиции «передатчик 1.1 - приемник 2.1», вокруг большой полуоси.The corresponding surface of the position of the air target 3.n in space (base ellipsoid) is obtained by rotating the ellipse obtained for the n-th air target 3.n of the base position "transmitter 1.1 - receiver 2.1" around the major axis.

Для определения местоположения проверяемой воздушной цели 3.n на базовом эллипсоиде из центра базового эллипсоида организуется виртуальный обзор пространства по угловым координатам (по азимуту α с шагом Δα и по углу вращения θ с шагом Δθ) с проверкой гипотезы о нахождении воздушной цели 3.n на поверхности базового эллипсоида в точке с заданными угловыми координатами.To determine the location of the tested air target 3.n on the base ellipsoid from the center of the base ellipsoid, a virtual overview of the space is organized in angular coordinates (in azimuth α with step Δα and in rotation angle θ with step Δθ) with the hypothesis on finding the air target 3.n on the surface of the base ellipsoid at a point with given angular coordinates.

Азимут α измеряется в плоскости XY в центре базового эллипсоида (в начале координат) от большой полуоси (положительное направление оси Y) по часовой стрелке (Фиг. 2).The azimuth α is measured in the XY plane in the center of the base ellipsoid (at the origin) from the semimajor axis (positive direction of the Y axis) clockwise (Fig. 2).

Угол вращения θ измеряется в плоскости X'Z', параллельной плоскости XZ и отстоящей от нее на величину y(α)=acosα, от положительного направления оси X' (Фиг. 3) по часовой стрелке (для левой тройки векторов XYZ) или против часовой стрелки (для правой тройки векторов XYZ).The rotation angle θ is measured in the X'Z 'plane parallel to the XZ plane and spaced y (α) = a cosα from the positive direction of the X' axis (Fig. 3) clockwise (for the left triple of XYZ vectors) or counterclockwise (for the right triple of XYZ vectors).

На каждом шаге виртуального обзора пространства задается значение азимута α и угла вращения θ и проверяется гипотеза о положении воздушной цели 3.n на базовом эллипсоиде в заданном направлении.At each step of the virtual space survey, the azimuth α and the rotation angle θ are set and the hypothesis about the position of the air target 3.n on the base ellipsoid in the given direction is checked.

Для проверки гипотезы на основании заданных значений α и θ, а также значений основных параметров базового эллипсоида для n-ой воздушной цели 3.n, рассчитываются гипотетические пространственные координаты проверяемой воздушной цели 3г (х; у; z) в предположении, что она находится на поверхности базового эллипсоида в точке с заданными угловыми координатами α и θTo test the hypothesis based on the given values of α and θ, as well as the values of the basic parameters of the basic ellipsoid for the n-th air target 3.n, the hypothetical spatial coordinates of the tested air target 3 g (x; y; z) are calculated under the assumption that it is on the surface of the base ellipsoid at a point with given angular coordinates α and θ

Figure 00000011
Figure 00000011

Figure 00000012
Figure 00000012

Figure 00000013
Figure 00000013

В рамках проверяемой гипотезы для каждой избыточной позиции МПРЛС (кроме базовой) рассчитывается гипотетическая суммарная дальность «передатчик 1.i - гипотетическая воздушная цель 3г - приемник 2.j» в предположении, что цель находится в проверяемой точке на поверхности базового эллипсоидаWithin the framework of the tested hypothesis, for each excess position of the MPRLS (except the base one), the hypothetical total range “transmitter 1.i - hypothetical air target 3 g - receiver 2.j” is calculated under the assumption that the target is at the tested point on the surface of the base ellipsoid

Figure 00000014
Figure 00000014

В каждой избыточной позиции МПРЛС (кроме базовой) отождествление отметок воздушных целей 3.n с целью, для которой построен базовый эллипсоид, осуществляется по минимуму невязки между действительными суммарно-дальномерными измерениями воздушных целей 3.n в этой позиции и гипотетической суммарной дальностью, рассчитанной для этой же избыточной позиции в предположении, что воздушная цель 3.n находится в проверяемой точке на поверхности базового эллипсоида.In each redundant MPRLS position (except for the base one), the identification of the marks of air targets 3.n with the purpose for which the base ellipsoid is constructed is carried out to minimize the discrepancies between the actual total-range measurements of air targets 3.n in this position and the hypothetical total range calculated for of the same excess position under the assumption that the air target 3.n is at a test point on the surface of the base ellipsoid.

Для этого в каждой избыточной позиции «передатчик 1.i - приемник 2.j» из N действительных измерений

Figure 00000015
выбирается измерение
Figure 00000016
наилучшее по критерию минимизации невязки между гипотетическим и действительным измерениемFor this, in each redundant position “transmitter 1.i - receiver 2.j” from N valid measurements
Figure 00000015
measurement is selected
Figure 00000016
the best criterion for minimizing the discrepancy between the hypothetical and the actual measurement

Figure 00000017
Figure 00000017

Для всей МПРЛС для проверяемой гипотезы рассчитывается сумма таких минимальных невязок по всем избыточным позициям (кроме базовой)For the entire MPRL for the hypothesis being tested, the sum of such minimum residuals for all excess positions (except the base one) is calculated

Figure 00000018
Figure 00000018

В ходе виртуального обзора пространства и проверки всех гипотез о нахождении проверяемой воздушной цели 3.n на поверхности базового эллипсоида получают двумерную зависимость значений суммарной невязки от угловых координат точки на поверхности базового эллипсоида

Figure 00000019
During a virtual survey of space and testing of all hypotheses about finding a verified air target 3.n on the surface of the base ellipsoid, a two-dimensional dependence of the values of the total residual on the angular coordinates of the point on the surface of the base ellipsoid is obtained
Figure 00000019

Минимум значений суммарной невязки служит критерием правильности проверяемой гипотезы о местоположении проверяемой воздушной цели 3.n на базовом эллипсоидеThe minimum value of the total residual serves as a criterion for the validity of the tested hypothesis about the location of the tested air target 3.n on the base ellipsoid

Figure 00000020
Figure 00000020

Координаты проверяемой точки

Figure 00000021
соответствующей минимуму суммарной невязки, являются грубой оценкой пространственных координат n-ой воздушной цели 3.n
Figure 00000022
наблюдаемой в базовой позиции «передатчик 1.1 - приемник 2.1», для которой был построен базовый эллипсоид.Coordinates of the checked point
Figure 00000021
corresponding to the minimum of the total discrepancy, are a rough estimate of the spatial coordinates of the nth air target 3.n
Figure 00000022
observed in the base position "transmitter 1.1 - receiver 2.1", for which a basic ellipsoid was built.

Вектор измерений R3.n, (т.е. группа отметок) для этой цели будет формироваться из отметки базовой позиции «передатчик 1.1 - приемник 2.1», для которой был построен базовый эллипсоид (измерение

Figure 00000023
), и отметок в избыточных позициях, которые обеспечивают минимум суммарной невязки в соответствующей точке
Figure 00000024
на базовом эллипсоиде (измерения
Figure 00000025
The measurement vector R 3.n , (i.e., a group of marks) for this purpose will be formed from the mark of the base position “transmitter 1.1 - receiver 2.1”, for which a basic ellipsoid was constructed (measurement
Figure 00000023
), and marks in excess positions that provide a minimum of total discrepancy at the corresponding point
Figure 00000024
on the base ellipsoid (measurements
Figure 00000025

Аналогичные процедуры с построением базового эллипсоида и виртуальным обзором пространства повторяются для каждой из N отметок воздушной целей 3.n, наблюдаемых в базовой позиции «передатчик 1.1 - приемник 2.1» МПРЛС.Similar procedures with the construction of a basic ellipsoid and a virtual overview of the space are repeated for each of the N marks of the air targets 3.n observed at the base position “transmitter 1.1 - receiver 2.1” of the MPLS.

В рамках предложенного способа количество Р1 проверяемых гипотез определяется количеством воздушных целей 3.n и величиной шага виртуального обзора пространства по азимуту Δα и по углу вращения ΔθIn the framework of the proposed method, the number P 1 of the tested hypotheses is determined by the number of air targets 3.n and the size of the virtual space survey step in azimuth Δα and rotation angle Δθ

Figure 00000026
Figure 00000026

Для конфигурации МПРЛС, включающей I=3 передатчиков 1.i и J=3 приемников 2.j, и величине шага сканирования Δα=Δθ=1° выигрыш в количестве проверяемых гипотез почти на порядок наблюдается уже при количестве воздушных целей 3.n N=3For the MPRLS configuration, including I = 3 transmitters 1.i and J = 3 receivers 2.j, and the scan step size Δα = Δθ = 1 °, the gain in the number of tested hypotheses is almost an order of magnitude already observed with the number of air targets 3.n N = 3

Figure 00000027
Figure 00000027

Для той же конфигурации МПРЛС при одновременном наблюдении N=4 воздушных целей 3.n выигрыш в количестве проверяемых гипотез достигнет уже шести порядков

Figure 00000028
For the same MPLS configuration with simultaneous observation of N = 4 air targets 3.n, the gain in the number of tested hypotheses will reach six orders of magnitude
Figure 00000028

Кроме того, при реализации способа прототипа в ходе проверки каждой гипотезы решается система нелинейных уравнений, для чего используются затратные в вычислительном плане операции обращения матриц. В предложенном способе проверка гипотезы отождествления предполагает использование менее затратных в вычислительном плане операций вычитания, сложения и умножения.In addition, when implementing the prototype method during the verification of each hypothesis, a system of nonlinear equations is solved, for which purpose matrix-intensive operations of computing are used. In the proposed method, verification of the identification hypothesis involves the use of less computationally expensive operations of subtraction, addition and multiplication.

Литература.Literature.

1. Черняк B.C. Многопозиционная радиолокация. - М.: Радио и связь, 1993. - 416 с.1. Chernyak B.C. Multiposition radar. - M .: Radio and communications, 1993 .-- 416 p.

Claims (1)

Способ межпозиционного отождествления результатов измерений и определения координат воздушных целей в многопозиционной радиолокационной системе (МПРЛС) основан на использовании избыточных суммарно-дальномерных измерений, полученных в m>1 позициях МПРЛС, обеспечивающий в МПРЛС одну из позиций, условно выбранную в качестве базовой, и последовательно рассматриваемые все отметки воздушных целей, зарегистрированных в базовой позиции МПРЛС, проверку для каждой отметки воздушной цели базовой позиции по соответствующему суммарно-дальномерному измерению базовой позиции на основе построения поверхности положения, базового эллипсоида, с фокусами в точках местоположения передатчика и приемника базовой позиции, определение местоположения проверяемой воздушной цели на базовом эллипсоиде путем организации виртуального обзора пространства из центра базового эллипсоида по угловым координатам с проверкой гипотезы о нахождении воздушной цели на поверхности базового эллипсоида в точке с заданными угловыми координатами, по минимуму невязки между действительными суммарно-дальномерными измерениями воздушных целей в каждой избыточной позиции, кроме базовой, и гипотетической суммарной дальностью, рассчитанной для этой же избыточной позиции в предположении, что воздушная цель находится в проверяемой точке на поверхности базового эллипса, расчет суммы таких минимальных невязок для проверяемой гипотезы всей МПРЛС по всем избыточным позициям, кроме базовой, получение двухмерной зависимости значений суммарной невязки от угловых координат точки на поверхности базового эллипсоида в ходе виртуального обзора пространства и проверки всех гипотез о нахождении проверяемой воздушной цели, минимальную суммарную невязку, служащую для получения грубой оценки пространственных координат воздушной цели, для которой был построен базовый эллипсоид, формирование из отметки базовой позиции вектора измерений, т.е. группы отметок для этой воздушной цели, и отметок избыточных позиций, обеспечивающих минимум суммарной невязки, повторяемость аналогичных процедур с построением базового эллипсоида для каждой отметки воздушных целей, наблюдаемых в базовой позиции МПРЛС.The method of inter-position identification of measurement results and determination of the coordinates of air targets in a multi-position radar system (MPRLS) is based on the use of excessive total-range measurements obtained at m> 1 MPRLS positions, providing one of the positions in the MPRLS conditionally selected as the base one, and sequentially considered all marks of air targets recorded in the base position of the MPRLS, a check for each mark of air targets of the base position for the corresponding total rangefinder measuring the base position based on the construction of the position surface, the base ellipsoid, with the foci at the location points of the transmitter and receiver of the base position, determining the location of the air target to be checked on the base ellipsoid by organizing a virtual view of the space from the center of the base ellipsoid in angular coordinates, testing the hypothesis of finding the air targets on the surface of the base ellipsoid at a point with specified angular coordinates, to minimize the discrepancies between the actual total by numbered measurements of air targets in each redundant position, except for the base position, and a hypothetical total range calculated for the same redundant position on the assumption that the air target is at a test point on the surface of the base ellipse, calculating the sum of such minimum residuals for the test hypothesis of the entire MPLS for all to redundant positions except the base one, obtaining a two-dimensional dependence of the total residual values on the angular coordinates of a point on the surface of the base ellipsoid during a virtual survey is simple In order to obtain a rough estimate of the spatial coordinates of an air target for which a basic ellipsoid was constructed, the formation of a measurement vector from the mark of the base position, i.e. groups of marks for this aerial target, and marks of redundant positions providing a minimum of total discrepancy, repeatability of similar procedures with the construction of a basic ellipsoid for each mark of air targets observed in the base position of the MPRLS.
RU2019106870A 2019-03-11 2019-03-11 Method for inter-position identification of measurement results and determination of coordinates of aerial targets in a multi-position radar system RU2713193C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019106870A RU2713193C1 (en) 2019-03-11 2019-03-11 Method for inter-position identification of measurement results and determination of coordinates of aerial targets in a multi-position radar system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019106870A RU2713193C1 (en) 2019-03-11 2019-03-11 Method for inter-position identification of measurement results and determination of coordinates of aerial targets in a multi-position radar system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2713193C1 true RU2713193C1 (en) 2020-02-04

Family

ID=69625574

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019106870A RU2713193C1 (en) 2019-03-11 2019-03-11 Method for inter-position identification of measurement results and determination of coordinates of aerial targets in a multi-position radar system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2713193C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2752863C1 (en) * 2020-06-03 2021-08-11 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Method for strobe identification of signals with radio sources in a multi-purpose environment
RU2766569C1 (en) * 2021-05-31 2022-03-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет имени В.Ф. Уткина" Method for monitoring moving objects with multi-position receiver system
RU2816506C2 (en) * 2021-11-17 2024-04-01 Александр Александрович Горшков Method for active multi-position radar of multi-element target

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5483241A (en) * 1994-05-09 1996-01-09 Rockwell International Corporation Precision location of aircraft using ranging
JP2008281517A (en) * 2007-05-14 2008-11-20 Mitsubishi Electric Corp Identification device of pulse modulation signal string
EP2523016A2 (en) * 2011-05-10 2012-11-14 Raytheon Company Target Identification for a Radar Image
RU130410U1 (en) * 2013-03-06 2013-07-20 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского" Министерства Обороны Российской Федерации RADAR DEVICE FOR IDENTIFICATION OF AIR OBJECTS
RU2567243C1 (en) * 2014-06-02 2015-11-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Method of identifying aerial targets
RU2568677C1 (en) * 2014-05-19 2015-11-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Method of identifying aerial objects

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5483241A (en) * 1994-05-09 1996-01-09 Rockwell International Corporation Precision location of aircraft using ranging
JP2008281517A (en) * 2007-05-14 2008-11-20 Mitsubishi Electric Corp Identification device of pulse modulation signal string
EP2523016A2 (en) * 2011-05-10 2012-11-14 Raytheon Company Target Identification for a Radar Image
RU130410U1 (en) * 2013-03-06 2013-07-20 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия войсковой противовоздушной обороны Вооруженных Сил Российской Федерации имени Маршала Советского Союза А.М. Василевского" Министерства Обороны Российской Федерации RADAR DEVICE FOR IDENTIFICATION OF AIR OBJECTS
RU2568677C1 (en) * 2014-05-19 2015-11-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Method of identifying aerial objects
RU2567243C1 (en) * 2014-06-02 2015-11-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Method of identifying aerial targets

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЧЕРНЯК В.С. Многопозиционная радиолокация. Москва, Радио и связь, с.393. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2752863C1 (en) * 2020-06-03 2021-08-11 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Method for strobe identification of signals with radio sources in a multi-purpose environment
RU2766569C1 (en) * 2021-05-31 2022-03-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет имени В.Ф. Уткина" Method for monitoring moving objects with multi-position receiver system
RU2816506C2 (en) * 2021-11-17 2024-04-01 Александр Александрович Горшков Method for active multi-position radar of multi-element target

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2503969C1 (en) Triangulation-hyperbolic method to determine coordinates of radio air objects in space
RU2630686C1 (en) Method of measuring angle of location (height) of low-yellow objects under small angles of site in radiological circuits of reviews with presence of interfering reflections from substrate surface
CN105044669A (en) Three-station time-difference-measuring stereoscopic positioning method
CN106052717B (en) A kind of radio wave refractive correction effect scaling method using accurate trajectory
CN113447908B (en) GPS Beidou coordinate acquisition method and device for fixed radar detection target
RU2713193C1 (en) Method for inter-position identification of measurement results and determination of coordinates of aerial targets in a multi-position radar system
RU2695642C1 (en) Method for determining the location of a ground-based radiation source
CN102004244A (en) Doppler direct distance measurement method
RU2704029C1 (en) Time method for determining range to a radio-frequency scanning source without bearing measurement
CN111381215A (en) Phase correction method and meteor position acquisition method
RU2608583C1 (en) Method of determining position and motion parameters of object as per measurements of angular coordinates
RU2275649C2 (en) Method and passive radar for determination of location of radio-frequency radiation sources
RU2599259C1 (en) Bondarenko method of radio information obtaining and radio system for its implementation
RU2562616C1 (en) Method of acquiring radio information and radio system therefor
CN111624584B (en) Non-cooperative target laser induced polarization distance measurement system and method
Reshetyuk Calibration of terrestrial laser scanners Callidus 1.1, Leica HDS 3000 and Leica HDS 2500
RU2631117C1 (en) Method and system of determining target coordinates in request-response system
RU2667115C1 (en) Method of positioning object with azimuth cutting from first measuring point and angle of site with the range - from second
RU2677586C1 (en) Method of positioning the object of the crossing distance and angle of the site from the first measuring item and the angle of the site - with the second
RU2670976C9 (en) Method for determining location of radio source with periodic structure of signal and rotating directed antenna
Qasem et al. Precise wireless indoor localization with trilateration based on microwave backscatter
Matuszewski et al. Evaluation of emitter location accuracy with the modified triangulation method by means of maximum likelihood estimators
RU2253126C1 (en) Method for identification of bearings of radio sources in angle-measuring two-position passive radar systems
RU2620130C1 (en) Method of amplitude two-dimensional direction-finding bearing
RU2645549C2 (en) Method of aircraft coordinates determining based on using two directional angles and one elevation angles