RU2740337C1 - Адаптивный экстраполятор с коррекцией прогноза - Google Patents
Адаптивный экстраполятор с коррекцией прогноза Download PDFInfo
- Publication number
- RU2740337C1 RU2740337C1 RU2020114002A RU2020114002A RU2740337C1 RU 2740337 C1 RU2740337 C1 RU 2740337C1 RU 2020114002 A RU2020114002 A RU 2020114002A RU 2020114002 A RU2020114002 A RU 2020114002A RU 2740337 C1 RU2740337 C1 RU 2740337C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- block
- output
- adder
- subtraction
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
- G06F17/10—Complex mathematical operations
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
- G06F17/10—Complex mathematical operations
- G06F17/17—Function evaluation by approximation methods, e.g. inter- or extrapolation, smoothing, least mean square method
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Databases & Information Systems (AREA)
- Software Systems (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Algebra (AREA)
- Complex Calculations (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области цифровой обработки радиолокационной информации и может быть использовано для экстраполяции координат. Техническим результатом является повышение точности экстраполяции координат и оценки параметров траекторий интенсивно маневрирующих объектов, за счет снижения динамических ошибок экстраполяции путем коррекции их прогнозируемых значений. Устройство содержит четыре запоминающих устройства, четыре вычитающих устройства, три сумматора, четыре блока выделения модуля, два блока отношения, шесть блоков умножения и блок задержки. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области цифровой обработки радиолокационной информации и может быть использовано в любой области техники, в том числе для экстраполяции координат интенсивно маневрирующих объектов и оценки параметров их траекторий.
Известен экстраполятор [AC, SU 415672, кл. G06G 7/30), 15.02.74], используемый для экстраполяции или предсказания процессов, которые имеют конечную производную на интервале наблюдения, или аппроксимируются с заданной точностью многочленом, имеющим конечную производную, равную нулю. Положенное в основу экстраполятора полиномиальное представление экстраполируемого процесса, не соответствует действительному характеру его изменения.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является адаптивный экстраполятор [Патент RU 2601143, С1; МПК G06G 7/30 (2006.01), 27.10.2016], содержащий последовательно соединенные первое запоминающее устройство, вход которого является входом экстраполятора, первый блок вычитания, вычитающий вход которого соединен с выходом запоминающего устройства, а суммирующий вход - с входом экстраполятора, сумматор, первый вход которого соединен с выходом первого блока вычитания, второй - с входом экстраполятора, а выход является выходом экстраполятора, второй вход экстраполятора соединен со вторым входом второго запоминающего устройства, первый вход которого соединен с выходом экстраполятора, выход второго запоминающего устройства соединен с вычитающим входом второго блока вычитания, вторым входом первого запоминающего устройства, суммирующим входом первого блока вычитания, входом первого блока выделения модуля, а также вторым входом сумматора, суммирующий вход второго вычитающего устройства соединен с четвертым входом экстраполятора, выход второго блока вычитания соединен с первым входом третьего блока умножения, второй вход которого соединен с выходом третьего запоминающего устройства, вход которого соединен с пятым входом экстраполятора, выход третьего блока умножения соединен с четвертым входом сумматора, третий вход которого соединен с выходом второго блока умножения, второй вход которого соединен с выходом второго запоминающего устройства, вход которого соединен с третьим входом экстраполятора, первый вход второго блока умножения соединен с выходом блока отношения, первый вход которого соединен с выходом первого блока выделения модуля, вход второго блока выделения модуля и первый вход первого блока умножения соединены с выходом первого блока вычитания, выход второго блока выделения модуля соединен с первым входом первого блока умножения, выход которого соединен со вторым входом блока отношения.
Недостатком прототипа является невысокая точность экстраполяции координат, обусловленная наличием динамических ошибок, возникающих из-за рассогласования экстраполированного и действительного положения маневрирующего объекта. Такие ошибки формирования оценок координат, возникающие в процедурах вторичной обработки радиолокационной информации из-за интенсивных маневров, могут привести в конечном итоге к срыву сопровождения. Вследствие этого возникает необходимость повторного выполнения достаточно длительной процедуры поиска и захвата цели, а при сопровождении интенсивно маневрирующих объектов даже небольшая потеря времени может привести к непоправимым последствиям [Канащенков А.И., Меркулов В.И., Самарин О.Ф. Облик перспективных бортовых радиолокационных систем. Возможности и ограничения. М: ИПРЖР, 2002, с. 24-25].
Техническим результатом является повышение точности экстраполяции координат и оценки параметров траекторий интенсивно маневрирующих объектов, за счет минимизации динамических ошибок экстраполяции путем коррекции их спрогнозированных значений.
Указанный технический результат достигается тем, что в адаптивном экстраполяторе, содержащем последовательно соединенные первое запоминающее устройство, вход которого является входом экстраполятора, первый блок вычитания, вычитающий вход которого соединен с выходом запоминающего устройства, а суммирующий вход - с входом экстраполятора, сумматор, первый вход которого соединен с выходом первого блока вычитания, второй - с входом экстраполятора, второй вход экстраполятора соединен со вторым входом второго запоминающего устройства, первый вход которого соединен с выходом первого сумматора, выход второго запоминающего устройства соединен с вычитающим входом второго блока вычитания, вторым входом первого запоминающего устройства, суммирующим входом первого блока вычитания, входом первого блока выделения модуля, а также вторым входом сумматора, суммирующий вход второго блока вычитания соединен с четвертым входом экстраполятора, выход второго блока вычитания соединен с первым входом третьего блока умножения, второй вход которого соединен с выходом третьего запоминающего устройства, вход которого соединен с пятым входом экстраполятора, выход третьего блока умножения соединен с четвертым входом сумматора, третий вход которого соединен с выходом второго блока умножения, второй вход которого соединен с выходом второго запоминающего устройства, вход которого соединен с третьим входом экстраполятора, первый вход второго блока умножения соединен с выходом блока отношения, первый вход которого соединен с выходом первого блока выделения модуля, вход второго блока выделения модуля и первый вход первого блока умножения соединены с выходом первого блока вычитания, выход второго блока выделения модуля соединен с первым входом первого блока умножения, выход которого соединен со вторым входом блока отношения, согласно изобретению дополнительно содержит последовательно соединенные третий блок вычитания, четвертый блок умножения, второй блок отношения, пятый блок умножения, второй вход которого соединен с выходом третьего запоминающего устройства и третий сумматор, последовательно соединенные блок задержки, четвертый блок вычитания, суммирующий вход которого объединен с суммирующим входом второго блока вычитания и соединен с четвертым входом экстраполятора, шестой блок умножения, второй вход которого соединен с выходом четвертого запоминающего устройства, и третий сумматор, третий вход которого объединен с третьим входом первого сумматора и соединен с выходом второго блока умножения, четвертый вход объединен с четвертым входом первого сумматора и соединен с выходом третьего блока умножения, выход третьего сумматора является выходом устройства, последовательно соединенные второй сумматор, первый вход которого объединен с первым входом первого сумматора, первым входом первого блока умножения, входом второго блока выделения модуля и соединен с выходом первого блока вычитания, второй вход второго сумматора объединен с вычитающим входом третьего блока вычитания, вторым входом первого сумматора, суммирующим входом первого блока вычитания, вторым входом первого запоминающего устройства, вычитающим входом второго блока вычитания и соединен с выходом второго запоминающего устройства, и третий сумматор, последовательно соединенные третий блок выделения модуля, вход которого объединен с первым входом четвертого блока умножения и соединен с выходом третьего блока вычитания, и четвертый блок умножения, а также последовательно соединенные четвертый блок выделения модуля, вход которого объединен с входом блока задержки, суммирующим входом третьего блока вычитания, первым входом второго запоминающего устройства, и соединен с выходом первого сумматора и второй блок отношения.
Сущность изобретения заключается в том, что дополнительно введенные последовательно соединенные третий блок вычитания, четвертый блок умножения второй блок отношения, пятый блок умножения, второй вход которого соединен с выходом третьего запоминающего устройства и третий сумматор, последовательно соединенные блок задержки, четвертый блок вычитания, суммирующий вход которого объединен с суммирующим входом второго блока вычитания и соединен с четвертым входом экстраполятора, и шестой блок умножения, второй вход которого соединен с выходом четвертого запоминающего устройства, и третий сумматор, третий вход которого объединен с третьим входом первого сумматора и соединен с выходом второго блока умножения, четвертый вход объединен с четвертым входом первого сумматора и соединен с выходом третьего блока умножения, а выход третьего сумматора является выходом устройства, последовательно соединенные второй сумматор, первый вход которого объединен с первым входом первого сумматора, первым входом первого блока умножения, входом второго блока выделения модуля и соединен с выходом первого блока вычитания, второй вход второго сумматора объединен с вычитающим входом третьего блока вычитания, вторым входом первого сумматора, суммирующим входом первого блока вычитания, вторым входом первого запоминающего устройства, вычитающим входом второго блока вычитания и соединен с выходом второго запоминающего устройства, и третий сумматор, последовательно соединенные третий блок выделения модуля, вход которого объединен с первым входом четвертого блока умножения и соединен с выходом третьего блока вычитания, и четвертый блок умножения, а также последовательно соединенные четвертый блок выделения модуля, вход которого объединен с входом блока задержки, суммирующим входом третьего блока вычитания, первым входом второго запоминающего устройства, и соединен с выходом первого сумматора и второй блок отношения используют при расчетах текущее и экстраполируемое (прогнозируемое) значение оценки координаты объекта, сформированное в первом сумматоре, для коррекции результата измерения.
Структурная схема адаптивного экстраполятора с коррекцией прогноза приведена на фигуре, где обозначено: 1 - запоминающие устройства, 2 - вычитающие устройства, 3 - сумматоры, 4 - блоки выделения модуля, 5 - блоки отношения, 6 - блоки умножения и 7 - блок задержки. Адаптивный экстраполятор также имеет четыре входа и выход. Назначение элементов схемы ясно из их названия. Все устройства могут быть выполнены с использованием выпускаемых промышленностью радиотехнических элементов.
Адаптивный экстраполятор с коррекцией прогноза работает аналогично прототипу. Отличие заключается в следующем. Для коррекции прогноза полученное экстраполируемое значение (значение прогноза) х(k+1), где k - момент времени, с выхода первого сумматора 3.1 подается на суммирующий вход третьего блока вычитания 2.3, вход четвертого блока выделения модуля 4.4 и на блок задержки 7. С выхода третьего блока вычитания 2.3, на вычитающий вход которого поступает текущее значение х(k) координаты объекта, где k - момент времени, значение разности поступает на первый вход четвертого блока умножения 6.4 и на вход третьего блока выделения модуля 4.3, с выхода которого полученное значение поступает на второй вход четвертого блока умножения 6.4. С выхода четвертого блока умножения 6.4 значение поступает на второй вход второго блока отношения 5.2, на первый вход которого поступает модуль экстраполируемого значения с четвертого блока выделения модуля 4.4. На выходе второго блока отношения 5.2 формируется значение величины, характеризующей инерционные свойства объекта движения, которое поступает на первый вход пятого блока умножения 6.5, где умножается на значение коэффициента J1, поступившее с выхода третьего запоминающего устройства 1.3. Полученное произведение поступает на второй вход третьего сумматора 3.3. При поступлении на суммирующий вход четвертого блока вычитания 2.4 следующего результата наблюдения координаты, на его вычитающий вход с выхода блока задержки 7 поступает значение прогноза, где вычисляется ошибка между измеренным и экстраполированным значением (невязка). С выхода четвертого блока вычитания 2.4 полученное значение поступает на первый вход шестого блока умножения 6.6, где умножается на значение коэффициента J2, поступившее с выхода четвертого запоминающего устройства 1.4 и полученное произведение поступает на первый вход третьего сумматора 3.3. Одновременно с этим на третий и четвертый вход третьего сумматора 3.3 поступают значение со второго блока умножения 6.2 и третьего блока умножения 6.3 соответственно, а на пятый вход поступает значение с выхода второго сумматора 3.2, на первый вход которого поступает значение с первого блока вычитания 2.1, а на второй текущее значение х(k) координаты объекта, где k - момент времени, со второго запоминающего устройства. При этом на выходе третьего сумматора формируется скорректированное экстраполируемое значение хk(k+1), где k - момент времени, которое и поступает на выход адаптивного экстраполятора с коррекцией прогноза.
Снижение динамической ошибки экстраполяции координат интенсивно маневрирующего объекта достигается за счет использования при расчетах полученного значения прогноза х(k+1), где k - момент времени, и оптимального выбора соотношения между рассчитанными величинами значений невязок и величинами, характеризующими инерционные свойства маневрирующего объекта, с применением коэффициентов J1 и J2. Возможность корректировки оценки координат и параметров траектории маневрирующего объекта повышает точность его сопровождения, а также придает полученному экстраполятору свойство динамического фильтра [Фарина А., Студер Ф. Цифровая обработка радиолокационной информации. М.: Радио и связь, 1993, с. 27-28].
Таким образом, получен вариант реализации адаптивного экстраполятора координат маневрирующего объекта с коррекцией прогноза, структура которого определяется с учетом априорных, текущих и спрогнозированных данных о сопровождаемой траектории. Использование предлагаемого технического решения, позволяет повысить точность оценки координат интенсивно маневрирующего объекта за счет снижения динамических ошибок экстраполяции.
Предлагаемое техническое решение практически применимо, так как для его реализации могут быть использованы типовые радиоэлектронные узлы и устройства.
Claims (1)
- Адаптивный экстраполятор с коррекцией прогноза, содержащий последовательно соединенные первое запоминающее устройство, вход которого является входом экстраполятора, первый блок вычитания, вычитающий вход которого соединен с выходом запоминающего устройства, а суммирующий вход - с входом экстраполятора, сумматор, первый вход которого соединен с выходом первого блока вычитания, второй - с входом экстраполятора, второй вход экстраполятора соединен со вторым входом второго запоминающего устройства, первый вход которого соединен с выходом первого сумматора, выход второго запоминающего устройства соединен с вычитающим входом второго блока вычитания, вторым входом первого запоминающего устройства, суммирующим входом первого блока вычитания, входом первого блока выделения модуля, а также вторым входом сумматора, суммирующий вход второго блока вычитания соединен с четвертым входом экстраполятора, выход второго блока вычитания соединен с первым входом третьего блока умножения, второй вход которого соединен с выходом третьего запоминающего устройства, вход которого соединен с пятым входом экстраполятора, выход третьего блока умножения соединен с четвертым входом сумматора, третий вход которого соединен с выходом второго блока умножения, второй вход которого соединен с выходом второго запоминающего устройства, вход которого соединен с третьим входом экстраполятора, первый вход второго блока умножения соединен с выходом блока отношения, первый вход которого соединен с выходом первого блока выделения модуля, вход второго блока выделения модуля и первый вход первого блока умножения соединены с выходом первого блока вычитания, выход второго блока выделения модуля соединен с первым входом первого блока умножения, выход которого соединен со вторым входом блока отношения, отличающийся тем, что дополнительно введены последовательно соединенные третий блок вычитания, четвертый блок умножения, второй блок отношения, пятый блок умножения, второй вход которого соединен с выходом третьего запоминающего устройства и третий сумматор, последовательно соединенные блок задержки, четвертый блок вычитания, суммирующий вход которого объединен с суммирующим входом второго блока вычитания и соединен с четвертым входом экстраполятора, шестой блок умножения, второй вход которого соединен с выходом четвертого запоминающего устройства, и третий сумматор, третий вход которого объединен с третьим входом первого сумматора и соединен с выходом второго блока умножения, четвертый вход объединен с четвертым входом первого сумматора и соединен с выходом третьего блока умножения, выход третьего сумматора является выходом устройства, последовательно соединенные второй сумматор, первый вход которого объединен с первым входом первого сумматора, первым входом первого блока умножения, входом второго блока выделения модуля и соединен с выходом первого блока вычитания, второй вход второго сумматора объединен с вычитающим входом третьего блока вычитания, вторым входом первого сумматора, суммирующим входом первого блока вычитания, вторым входом первого запоминающего устройства, вычитающим входом второго блока вычитания и соединен с выходом второго запоминающего устройства, и третий сумматор, последовательно соединенные третий блок выделения модуля, вход которого объединен с первым входом четвертого блока умножения и соединен с выходом третьего блока вычитания, и четвертый блок умножения, а также последовательно соединенные четвертый блок выделения модуля, вход которого объединен с входом блока задержки, суммирующим входом третьего блока вычитания, первым входом второго запоминающего устройства, и соединен с выходом первого сумматора и второй блок отношения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020114002A RU2740337C1 (ru) | 2020-04-03 | 2020-04-03 | Адаптивный экстраполятор с коррекцией прогноза |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020114002A RU2740337C1 (ru) | 2020-04-03 | 2020-04-03 | Адаптивный экстраполятор с коррекцией прогноза |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2740337C1 true RU2740337C1 (ru) | 2021-01-13 |
Family
ID=74183978
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020114002A RU2740337C1 (ru) | 2020-04-03 | 2020-04-03 | Адаптивный экстраполятор с коррекцией прогноза |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2740337C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2780197C1 (ru) * | 2021-09-02 | 2022-09-20 | Антон Сергеевич Пеньков | Экстраполятор с адаптацией по целевому функционалу |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1003108A1 (ru) * | 1981-10-23 | 1983-03-07 | Предприятие П/Я А-7672 | Экстрапол тор |
SU1042031A1 (ru) * | 1982-03-17 | 1983-09-15 | Предприятие П/Я А-3732 | Адаптивный экстрапол тор |
US20080059547A1 (en) * | 2004-07-12 | 2008-03-06 | Atomistix A/S | Method and Computer System for Extrapolating Changes in a Self-Consistent Solution Driven by an External Parameter |
US8452719B2 (en) * | 2010-06-29 | 2013-05-28 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Extrapolating empirical models for control, prediction, and optimization applications |
RU2601143C1 (ru) * | 2015-05-25 | 2016-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" | Адаптивный экстраполятор |
RU2684190C1 (ru) * | 2018-05-18 | 2019-04-04 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" (ФГУП "ГосНИИАС") | Многоскоростной цифровой экстраполятор |
-
2020
- 2020-04-03 RU RU2020114002A patent/RU2740337C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1003108A1 (ru) * | 1981-10-23 | 1983-03-07 | Предприятие П/Я А-7672 | Экстрапол тор |
SU1042031A1 (ru) * | 1982-03-17 | 1983-09-15 | Предприятие П/Я А-3732 | Адаптивный экстрапол тор |
US20080059547A1 (en) * | 2004-07-12 | 2008-03-06 | Atomistix A/S | Method and Computer System for Extrapolating Changes in a Self-Consistent Solution Driven by an External Parameter |
US8452719B2 (en) * | 2010-06-29 | 2013-05-28 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Extrapolating empirical models for control, prediction, and optimization applications |
RU2601143C1 (ru) * | 2015-05-25 | 2016-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" | Адаптивный экстраполятор |
RU2684190C1 (ru) * | 2018-05-18 | 2019-04-04 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" (ФГУП "ГосНИИАС") | Многоскоростной цифровой экстраполятор |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2780197C1 (ru) * | 2021-09-02 | 2022-09-20 | Антон Сергеевич Пеньков | Экстраполятор с адаптацией по целевому функционалу |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Bar-Shalom et al. | Tracking a maneuvering target using input estimation versus the interacting multiple model algorithm | |
CN107688179B (zh) | 基于多普勒信息辅助的综合概率数据互联方法 | |
CN106802416B (zh) | 一种快速因式分解后向投影sar自聚焦方法 | |
KR100226684B1 (ko) | 반화소 움직임 추정장치 | |
CN111965618B (zh) | 一种融合多普勒量测的转换量测跟踪方法及系统 | |
CN112598069A (zh) | 基于特征提取和权重系数参数更新的高光谱目标跟踪方法 | |
CN110764069A (zh) | 一种基于知识辅助的稀疏恢复stap色加载方法 | |
CN111551934A (zh) | 一种用于无人机载sar成像的运动补偿自聚焦方法与装置 | |
RU2740337C1 (ru) | Адаптивный экстраполятор с коррекцией прогноза | |
CN112598711A (zh) | 一种基于联合光谱降维和特征融合的高光谱目标跟踪方法 | |
CN112484728A (zh) | 基于ospa(2)距离的多传感器多目标航迹关联与融合方法 | |
CN110057353B (zh) | 一种基于通信信号辅助下的中断航迹关联的方法 | |
CN109785372B (zh) | 基于软决策优化的基础矩阵鲁棒估计方法 | |
CN110927751A (zh) | 一种基于载波相位测量的阵列天线自适应校正实现方法 | |
US20150098656A1 (en) | Image processing method and image processing device | |
CN108761384B (zh) | 一种抗差的传感器网络目标定位方法 | |
JP6457299B2 (ja) | レーダ装置 | |
Pfaff et al. | Fourier filters, grid filters, and the fourier-interpreted grid filter | |
CN112750154A (zh) | 一种基于双目视觉的立体匹配方法 | |
CN115616628A (zh) | 基于角跟踪环路的gnss天线阵接收机盲波束形成方法 | |
CN113030945A (zh) | 一种基于线性序贯滤波的相控阵雷达目标跟踪方法 | |
CN112799062A (zh) | 一种基于先验信息的高分辨宽测绘带sar运动补偿方法 | |
RU2679598C1 (ru) | Способ адаптивного сопровождения радиолокационных целей и устройство для его реализации | |
RU2307376C1 (ru) | Способ фильтрации параметров траектории объекта и устройство для его реализации | |
Ji et al. | Research on line of sight angle rate reconstruction based on strap down seeker |