RU2752863C1 - Способ стробового отождествления сигналов с источниками радиоизлучения в многоцелевой обстановке - Google Patents

Способ стробового отождествления сигналов с источниками радиоизлучения в многоцелевой обстановке Download PDF

Info

Publication number
RU2752863C1
RU2752863C1 RU2020118316A RU2020118316A RU2752863C1 RU 2752863 C1 RU2752863 C1 RU 2752863C1 RU 2020118316 A RU2020118316 A RU 2020118316A RU 2020118316 A RU2020118316 A RU 2020118316A RU 2752863 C1 RU2752863 C1 RU 2752863C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
iri
coordinates
parameters
identification
vector
Prior art date
Application number
RU2020118316A
Other languages
English (en)
Inventor
Михаил Леонидович Артемов
Олег Владимирович Афанасьев
Дмитрий Иванович Воропаев
Михаил Павлович Сличенко
Екатерина Сергеевна Артемова
Original Assignee
Акционерное общество "Концерн "Созвездие"
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 "Концерн "Созвездие" filed Critical Акционерное общество "Концерн "Созвездие"
Priority to RU2020118316A priority Critical patent/RU2752863C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2752863C1 publication Critical patent/RU2752863C1/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
    • G01S13/74—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
    • G01S13/785—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
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/12—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves by co-ordinating position lines of different shape, e.g. hyperbolic, circular, elliptical or radial
    • 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
    • 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
    • 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
    • G01S7/418—Theoretical aspects

Landscapes

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

Abstract

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в системах радиомониторинга, в том числе радиолокации, для повышения эффективности отождествления радиосигналов с источниками радиоизлучения (ИРИ) в многоцелевой обстановке. Технический результат – повышение вероятности правильного отождествления сигналов к одному и тому же ИРИ, точности определения результирующих параметров сигналов и координат ИРИ. В заявленном способе проводят определение с заданной вероятностью размеров многомерного строба отождествления на основе учета как дисперсий измеряемых параметров – координат состояния обнаруженных и сопровождаемых ИРИ, так и корреляции между измеряемыми параметрами с последующим определением результирующих параметров радиосигналов и координат ИРИ в масштабе времени, близком к реальному. 2 ил.

Description

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в системах радиомониторинга, в том числе радиолокации, для повышения эффективности отождествления радиосигналов с источниками радиоизлучения (ИРИ) в многоцелевой обстановке.
Повышение вероятности правильного отождествления сигналов к одному и тому же ИРИ, точности определения результирующих параметров сигналов и координат ИРИ обеспечивается за счет определения с заданной вероятностью размеров многомерного строба отождествления на основе учета как дисперсий измеряемых параметров – координат состояния обнаруженных и сопровождаемых ИРИ, так и корреляции между измеряемыми параметрами, с последующим определением результирующих параметров радиосигналов и координат ИРИ в масштабе времени, близком к реальному.
Известен способ отождествления пеленгов источников радиоизлучений по их радиотехническим характеристикам [Кваснов А.В. Способ отождествления источников радиоизлучений по их радиотехническим характеристикам двухпозиционными пассивными радиоэлектронными средствами. Патент РФ №2656370, G01S 3/72 ], заключающийся в том, что для принятого сигнала от ИРИ создается формуляр цели, где записывается информация о величине радиотехнического параметра и пеленге, на котором обнаружен объект. После этого производится совместная обработка формуляров цели, полученных на разных позициях пассивными радиоэлектронными средствами. Отождествление пеленгов ИРИ производится путем сличения формуляров, принятых от двух разнесенных радиоэлектронных средств по их радиотехническим характеристикам. Для этого используются две выборки одного из радиотехнических параметров, полученных за время наблюдения объекта первой и второй пассивными станциями. Отождествление осуществляется на основании t-критерия Стьюдента, позволяющего проверять равенства средних значений в двух выборках. В результате устанавливается факт принадлежности одного источника радиоизлучения двум наблюдающим станциям, либо утверждается, что наблюдаются две различные станции. Процедура повторяется для всех пар обнаруженных ИРИ первым и вторым радиоэлектронным средством.
Данный способ предполагает наличие многократных измерений радиотехнических параметров сигналов ИРИ и вычислений средних, и дисперсий их измерений по выборке конечного объема. Однако во многих практических ситуациях в системах радиомониторинга имеется необходимость в отождествлении во времени результатов однократных измерений нескольких параметров, что не может быть реализовано с помощью указанного способа. С уменьшением измеренных параметров показатели достоверности отождествления ухудшаются, кроме того, способ предполагает неизменность во времени истинных значений измеряемых параметров в течение всей серии измерений, что также является ограничением применимости способа.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ стробового отождествления сигналов с источниками радиоизлучений [В.С. Верба, А.В. Васильев, В.Б. Гребенников, А.А. Косогор, Е.Л. Логвиненко, В.И. Меркулов, А.Г. Тетеруков. Способ стробового отождествления сигналов с источниками радиоизлучения в многоцелевой обстановке. Патент РФ №2557784, G01S 5/06 ], принятый за прототип.
Способ-прототип включает следующие операции.
1. Формирование вектора оценок n координат состояния обнаруженных и сопровождаемых ИРИ на текущий k-й момент времени,
Figure 00000001
.
Оценки координат состояния всех обнаруженных ИРИ являются известными и получены на k-й момент времени по результатам предыдущих измерений.
2. Для каждого j-го ИРИ формируют вектор приращения координат состояния ИРИ, равный разности текущего измеренного в k-й момент времени вектора координат состояния
Figure 00000002
 и вектора
Figure 00000003
 текущей оценки координат состояния j-го ИРИ:
Figure 00000004
.
Сигналы ИРИ поступают на станцию радиотехнической разведки (СРТР) в общем случае не одновременно, а результаты измерений определяются моделью:
Figure 00000005
k – номер дискрета времени,
Figure 00000006
 – центрированные некоррелированные гауссовские шумы с известной дисперсией
Figure 00000007
 в k-й момент времени.
За время, равное
Figure 00000008
, координаты (1) состояния ИРИ изменяются по закону
Figure 00000009
3. Определение размеров строба, гарантирующих требуемую достоверность отождествления пеленгов. Размер строба
Figure 00000010
 j-ого ИРИ по i-й измеренной фазовой координате должен удовлетворять условию
Figure 00000011
 (2)
где
Figure 00000012
 – дисперсия шумов измерений
Figure 00000013
;
Figure 00000008
 – дискрет времени.
Figure 00000014
 – дисперсия скорости изменения i-го параметра j-го ИРИ,
Figure 00000015
, (3)
Figure 00000016
 и обеспечивает выполнение условия (2) с заранее заданной вероятностью
Figure 00000017
.
4. Принятие решения об отождествлении сигнала с j-м ИРИ при условии выполнения неравенства во всем n координатам:
Figure 00000018
. (4)
Если условие (4) не выполняется хотя бы по одной из n координат, то проверяется выполнение этого условия для следующего экземпляра сопровождаемого ИРИ в соответствии с выражением:
Figure 00000019
. (5)
Если условие (4) не выполняется, то проверяется выполнение этого условия для следующего экземпляра сопровождаемого ИРИ.
Результат отождествления представляется в виде вектора:
Figure 00000020
,
Figure 00000021
 – индекс ИРИ, с которым отождествлен измеренный вектор параметров
Figure 00000022
.
Если условие не выполняется ни для одного из обнаруженных (сопровождаемых) ИРИ, то принимается решение об обнаружении нового ИРИ, т.е. j*=N+1.
Недостатки способа-прототипа заключаются в следующем.
Отождествление выполняется по стробам векторов признаков, включающих координаты ИРИ. При этом компоненты вектора считаются не коррелированы, а отождествление основано на независимой проверке выполнения неравенства (4) для каждой компоненты вектора признаков. Однако, в общем случае среди измеряемых параметров сигнала и координат ИРИ имеются взаимно коррелированные параметры.
В частности, коррелированными измеряемыми параметрами ИРИ являются X-и Y-компоненты координат местоположения ИРИ. Корреляция между данными параметрами обусловлена реализованным способом определения координат ИРИ. В случае триангуляционного способа матрица корреляции X-и Y-компонент координат ИРИ является недиагональной матрицей, а ее элементы зависят как от параметров взаимного расположения ИРИ и пунктов пеленгования, так и от дисперсий ошибок пеленгования в каждом из пунктов. В случае разностно-дальномерного способа элементы матрицы корреляции X-и Y-компонент координат ИРИ зависят как от параметров взаимного расположения ИРИ и пунктов синхронного приема радиосигналов, так и от дисперсий ошибок измерения разностей времен прихода сигналов между пунктами. Из-за корреляции между измеряемыми параметрами размеры строба отождествления должны определяться исходя из матрицы корреляции параметров по критерию обеспечения требуемой вероятности правильного отождествления. В прототипе используется строб отождествления вида многомерного гиперпрямоугольника (фигуры, обобщающей понятие «прямоугольник», на случай многомерного пространства), при котором область отождествления по X-и Y-компонентам координат ИРИ является прямоугольной. Однако, наличие корреляции между этими компонентами обуславливает эллиптичность данной области, параметры ориентации которой определяются параметрами взаимного расположения ИРИ и пунктов измерения параметров положения ИРИ (пеленгов на ИРИ, задержек времени прихода радиосигнала), а величины полуосей определяются требуемой вероятностью отождествления по данным параметрам, исходя из дисперсий измерения параметров положения.
Представление строба в виде гиперпрямоугольника ввиду игнорирования тем самым наличия корреляционных связей между измеряемыми параметрами в общем случае приводит к ошибкам в определении формы и размера строба. Возможны ситуации, когда при использовании согласно прототипу гиперпрямоугольного строба, отождествления результата измерения с ИРИ не произойдет, однако при использовании строба более корректной формы с соответствующей коррекцией правила отождествления результаты измерений будут отождествлены с ИРИ. Указанные недостатки определяют снижение вероятности правильного отождествления результатов измерений с ИРИ, и в целом, приводят к снижению показателей эффективности радиомониторинга в многоцелевой обстановке.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемый способ, является повышение эффективности стробового отождествления сигналов с источниками радиоизлучения в системах радиомониторинга.
Для решения поставленной задачи в способе стробового отождествления сигналов с источниками радиоизлучения (ИРИ) в многоцелевой обстановке, включающий формирование по результатам предыдущих измерений вектора оценок n координат состояния обнаруженных и сопровождаемых ИРИ на текущий k-й момент времени, формирование для каждого j-го ИРИ вектора приращения координат состояния ИРИ, принятие решения об отождествлении сигнала с j-м ИРИ при условии выполнения неравенства, в противном случае – проверку выполнение этого условия для следующего экземпляра сопровождаемого ИРИ, в случае не выполнения условия ни для одного из ИРИ – принятие решения об обнаружении нового ИРИ, представление результата отождествления в виде вектора, отличающийся тем, что формируют величину
Figure 00000023
 по формуле
Figure 00000024
,
где
Figure 00000025
 и
Figure 00000026
 – матрицы корреляции вектора ошибок измерения параметров и их производной скорости измерения параметров j-го ИРИ соответственно, и принимают решение об отождествлении сигнала с j-м ИРИ при условии выполнения неравенства,
Figure 00000027
,
гарантирующего требуемую достоверность отождествления и соответствующего нахождению вектора приращения координат состояния ИРИ в пределах строба вида многомерного эллипсоида, учитывающего корректным образом наличие корреляции между измеряемыми параметрами, где
Figure 00000028
 определяется исходя из заданной вероятности
Figure 00000029
 правильного отождествления по формуле
Figure 00000030
,
n – количество измеряемых параметров,
Figure 00000031
 – гамма-функция,
Figure 00000032
– неполная гамма функция.
Повышение вероятности правильного отождествления сигналов к одному и тому же ИРИ, точности определения результирующих параметров сигналов и координат ИРИ обеспечивается за счет определения с заданной вероятностью размеров многомерного строба отождествления на основе учета как дисперсий измеряемых параметров – координат состояния обнаруженных и сопровождаемых ИРИ, так и корреляции между измеряемыми параметрами, с последующим определением результирующих параметров радиосигналов и координат ИРИ в масштабе времени, близком к реальному.
Предлагаемый способ стробового отождествления сигналов с источниками радиоизлучения в многоцелевой обстановке включает следующие операции.
Предполагается, что оценки координат состояния всех обнаруженных ИРИ
Figure 00000033
,
являются известными и получены на k-й момент времени по результатам предыдущих измерений для каждого j-го ИРИ,
Figure 00000034
, N – количество ИРИ.
Вектор истинных значений измеряемых параметров в k-й момент времени зависит от истинных значений вектора в (k-1)-й момент времени, вектора скорости изменения истинных значений параметров
Figure 00000035
 (6)
и интервала времени между измерениями
Figure 00000036
:
Figure 00000037
. (7)
Приращение вектора оценки координат:
Figure 00000038
или
Figure 00000039
, (8)
где
Figure 00000040
 и
Figure 00000041
 – вектор шума измерения вектора параметров и его производной соответственно.
В большинстве практических ситуаций адекватным является гауссовская модель ошибок измерений, в рамках которой векторы шумов измерений являются центрированными,
Figure 00000042
,
Figure 00000043
, с матрицами корреляции
Figure 00000044
,
Figure 00000045
;
Figure 00000046
 – оператор усреднения по вероятности,
Figure 00000047
 – оператор транспонирования.
Тогда для разности векторов
Figure 00000048
справедливы равенства
Figure 00000049
,
Figure 00000050
Figure 00000051
,
Figure 00000052
.
Шумы измерений в различные моменты времени можно считать статистически независимыми, что для гауссовских величин означает их некоррелированность, т.е.
Figure 00000053
=0. Следовательно, матрица корреляции приращения измерений (9) для j-го ИРИ вычисляется по формуле
Figure 00000054
. (9)
Здесь, как и в прототипе, отметим, что численные значения матрицы
Figure 00000055
могут определяться по правилу:
Figure 00000056
,
вытекающему из соотношения (6) при вычислении производной методом конечных разностей:
Figure 00000057
.
Для неподвижных и малоподвижных ИРИ (изменение координат которых за интервал времени между последовательными измерениями обуславливает изменение истинных значений измеряемых параметров на порядок меньше погрешности их измерения) матрицу
Figure 00000058
 можно полагать равной нулю и не учитывать в правой части (9).
Вектор приращения координат состояния j-го ИРИ удовлетворяет неравенству
Figure 00000059
,
или
Figure 00000060
, (10)
где
Figure 00000028
 определяется исходя из заданной вероятности
Figure 00000029
 правильного отождествления по формуле
Figure 00000030
, (11)
n – количество измеряемых параметров,
Figure 00000031
 – гамма-функция,
Figure 00000032
– неполная гамма функция. [Справочник по специальным функциям с формулами, графиками и математическими таблицами. Под ред. Абрамовица М., Стиган И.М. М.: Наука, 1979. 832 с.]
Размеры строба
Figure 00000061
для j-го ИРИ, гарантирующие требуемую достоверность отождествления (по критерию вероятности данного события), определяются исходя из равенства
Figure 00000062
 (12)
Решение об отождествлении сигнала с j-м ИРИ принимается при условии выполнения неравенства (10).
Если условие (10) не выполняется, то проверяется выполнение этого условия для следующего экземпляра сопровождаемого ИРИ.
С целью уменьшения вычислительных затрат, в частном случае, когда из n измеряемых параметров коррелированными являются только первые m,m<n, размеры строба для коррелированных параметров можно определять по формуле (12); для некоррелированных параметров – по формуле (2). В этом случае принимается решение об отождествлении сигнала с ИРИ, если для всех коррелированных параметров с порядковыми номерами
Figure 00000063
 выполняется неравенство (10), и для каждого параметра с порядковым номером
Figure 00000064
 выполняется неравенство
Figure 00000065
, (13)
где
Figure 00000066
 – дисперсия ошибок измерения i-го параметра для j-го ИРИ,
Figure 00000067
– дисперсия ошибок измерения скорости изменения i-го параметра для j-го ИРИ,
Figure 00000068
,
Figure 00000069
 – определяется исходя из заданной вероятности правильного отождествления по формуле
Figure 00000070
.
Результат отождествления представляется в виде вектора:
Figure 00000071
,
Figure 00000021
– индекс ИРИ, с которым отождествлен измеренный вектор параметров
Figure 00000072
.
Таким образом, способ стробового отождествления сигналов с источниками радиоизлучения в многоцелевой обстановке осуществляется следующим образом:
1. Формируется вектор оценок n координат состояния обнаруженных и сопровождаемых ИРИ на текущий k-й момент времени,
Figure 00000073
.
Оценки координат состояния всех обнаруженных ИРИ являются известными и получены на k-й момент времени по результатам предыдущих измерений.
2. Для каждого j-го ИРИ формируют вектор приращения координат состояния ИРИ, равный разности текущего измеренного в k-й момент времени вектора координат состояния
Figure 00000002
 и вектора
Figure 00000074
 текущей оценки координат состояния j-го ИРИ:
Figure 00000075
.
3. Формируют величину
Figure 00000076
Figure 00000077
, (14)
где
Figure 00000078
 и
Figure 00000079
 – матрицы корреляции вектора ошибок измерения параметров и их производной (скорости измерения параметров) j-го ИРИ соответственно,
Figure 00000040
 и
Figure 00000041
 – вектор ошибок измерения параметров и их производной для j-го ИРИ соответственно.
4. Принимают решение об отождествлении сигнала с j-м ИРИ при условии выполнения неравенства (10):
Figure 00000027
,
гарантирующего требуемую достоверность отождествления и соответствующего нахождению вектора приращения координат состояния ИРИ в пределах строба вида многомерного эллипсоида, учитывающего корректным образом наличие корреляции между измеряемыми параметрами, где
Figure 00000028
 определяется исходя из заданной вероятности
Figure 00000029
 правильного отождествления по формуле
Figure 00000030
, (15)
n– количество измеряемых параметров,
Figure 00000031
 – гамма-функция,
Figure 00000032
– неполная гамма функция.
Если условие (10) не выполняется, то проверяется выполнение этого условия для следующего экземпляра обнаруженных (сопровождаемых) ИРИ в соответствии с выражением:
Figure 00000080
. (16)
Результат отождествления представляется в виде вектора:
Figure 00000081
,
Figure 00000021
 – индекс ИРИ, с которым отождествлен измеренный вектор параметров
Figure 00000082
.
Если условие (10) не выполняется ни для одного из обнаруженных (сопровождаемых) ИРИ, то принимается решение об обнаружении нового ИРИ, т.е. j*=N+1.
Предлагаемый способ стробового отождествления сигналов с источниками радиоизлучения в многоцелевой обстановке лишен перечисленных выше недостатков способа-прототипа. Заявляемый способ основан на учете корреляции между измеряемыми параметрами при определении формы и размеров строба. Наличие корреляции между измеряемыми параметрами обуславливает эллиптичность соответствующей этим параметрами области строба. В частности, в случае отождествления координат ИРИ, измеренных триангуляционным либо разностно-дальномерным способом, параметры ориентации эллиптической области строба определяются параметрами взаимного расположения ИРИ и пунктов измерения параметров положения ИРИ (пеленгов на ИРИ либо задержек времени прихода радиосигнала), а величины полуосей определяются требуемой вероятностью отождествления по данным параметрам исходя из дисперсий измерения параметров положения.
Предлагаемый способ справедлив для случая многомерного вектора измеряемых параметров с произвольной матрицей корреляции. В случае, если часть измеряемых параметров являются некоррелированными, с целью снижения вычислительных затрат возможна раздельная проверка попадания измеренных значений некоррелированных параметров между границами строба (вдоль осей параметров многомерного пространства) одновременно с совместной проверкой попадания значений остальных коррелированных параметров, представленных в виде вектора, внутрь области многомерного эллипсоида. Решение об отождествлении принимается лишь в том случае, когда все некоррелированные параметры находятся внутри границ строба вдоль осей данных параметров, и когда вектор коррелированных параметров находится внутри соответствующего многомерного эллипсоида.
Представление строба в виде многомерного эллипсоида, в отличие от вида гиперпрямоугольника, позволяет корректным образом учитывать наличие корреляции между измеряемыми параметрами, определяет в сравнении с прототипом в случае коррелированных измеренных параметров повышение вероятности правильного отождествления результатов измерений с ИРИ, и приводит к повышению показателей эффективности радиомониторинга в целом в многоцелевой обстановке.
Предлагаемый способ обеспечивает стробовое отождествление сигналов с источниками радиоизлучения в многоцелевой обстановке в общем случае наличия корреляции между измеряемыми параметрами, необходимость чего реализуется, в частности, в большинстве практических ситуаций при измерениях координат ИРИ триангуляционным, разностно-дальномерным и комбинированными способами.
В качестве примера рассмотрим случай стробового отождествления результатов определения координат неподвижного ИРИ триангуляционным способом. В этом случае вектор измеряемых параметров содержит две компоненты – X- и Y- компоненты оценок координат местоположения ИРИ. Строб, определяемый неравенством (10) является эллипсом. Точки границы строба удовлетворяют уравнению:
Figure 00000083
,
где матрица корреляции
Figure 00000084
 совпадает с матрицей
Figure 00000085
корреляции оценок координат ИРИ триангуляционным способом,
Figure 00000086
,
Figure 00000087
– матрица производных измеренных пеленгов по координатам x и y ИРИ с элементами
Figure 00000088
,
Figure 00000089
;
Figure 00000090
 – порядковый номер расположения пеленгационных пунктов;
Figure 00000091
.
Figure 00000092
 – координаты расположения пеленгационных пунктов;
Figure 00000093
 – диагональная матрица корреляции оценок пеленгов на j-й ИРИ;
Figure 00000094
,
Figure 00000095
– среднеквадратические ошибки измерения пеленгов,
Figure 00000096
 – дальность от пеленгационных пунктов до j-го ИРИ.
Укрупненная блок-схема одного из возможных вариантов устройства для реализации предлагаемого способа представлена на фиг. 1, где обозначено:
1 – n-канальный измеритель параметров принимаемых сигналов (И);
2 – устройство сравнения (УС);
3 – бортовая вычислительная система (БВС).
Устройство содержит последовательно соединенные n-канальный измеритель параметров принимаемых сигналов 1, бортовую вычислительную систему 2 и устройство сравнения 3. Вход n-канального измерителя параметров принимаемых сигналов 1 является входом устройства. Второй вход БВС 2 является входом для сигнала текущей оценки координат состояния j-го ИРИ, третий вход БВС 2 – для данных от навигационной системы; четвертый вход БВС 2 подсоединен к выходу устройства сравнения 3, который является выходом всего устройства.
Устройство для реализации заявляемого способа работает следующим образом.
Принимаемые сигналы поступают на измеритель И 1, формирующий в каждый k-й момент времени вектор состояния
Figure 00000097
. По вектору
Figure 00000098
 и вектору текущей оценки координат состояния
Figure 00000002
 j-го ИРИ (полученному от системы формирования координат состояния, на фиг.1 не показана) с учетом информации от навигационной системы о местоположении системы радиомониторинга и скорости ее движения в БВС 2 вычисляются
Figure 00000099
,
Figure 00000100
 и, в соответствии с формулой (14), величина
Figure 00000101
, которая с выхода БВС 2 поступает на вход УС 3. В УС 3 в соответствии с неравенством (10) выполняется сравнение
Figure 00000101
 с константой
Figure 00000102
.
По результатам сравнения в случае выполнения неравенства (10) принимается решение о принадлежности принятых сигналов j*-му ИРИ, либо об обнаружении нового ИРИ с порядковым номером j=N+1. Если условие (10) не выполняется, то проверяется выполнение этого условия для следующего обнаруженного (сопровождаемого) ИРИ.
Если условие (10) не выполняется ни для одного из обнаруженных (сопровождаемых) ИРИ, то принимается решение об обнаружении нового ИРИ, т.е. j*=N+1.
Реализация описанного выше способа позволяет повысить достоверность отождествления сигналов в многоцелевой обстановке и тем самым обеспечивает качественное определение местоположения обнаруживаемых ИРИ и их надежное сопровождение.
Сравнение показателей эффективности предлагаемого способа стробового отождествления сигналов с источниками радиоизлучения в многоцелевой обстановке и способа-прототипа.
Моделирование предлагаемого способа проведено в программе Matchad. В качестве примера на фиг. 2 изображен прямоугольный строб отождествления, соответствующий способу-прототипу, и эллиптический строб, соответствующий предлагаемому способу. ИРИ находился в точке (0, 0) [км], пункты пеленгования – в точках (-5, -25) [км] и (5, -5) [км]. Заданная вероятность отождествления принималась равной 0,95. Предполагалось, что корреляционная матрица ошибок измерения азимутов является диагональной,
Figure 00000103
, со среднеквадратической ошибкой измерения азимута равной
Figure 00000104
2 градуса. Матрица
Figure 00000105
корреляции оценок координат ИРИ триангуляционным способом для выбранного взаимного расположения ИРИ и пунктов пеленгования равна
Figure 00000106
[км].
Сплошным серым цветом выделена область «А» строба прототипа, при попадании в которую результатов измерений координат ИРИ, согласно способу-прототипу, принимаются «ложные» решения об отождествлении. Данные решения являются «ложными», так как из-за наличия корреляции между измерениями они не обеспечивают заданную вероятность отождествления, ограниченную эллипсом.
Штрихами выделена область «Б» строба предлагаемого способа, выходящая за пределы строба прототипа, при попадании в которую результатов измерений координат ИРИ, согласно способу-прототипу решения об отождествлении не принимаются. Однако данная область содержится внутри строба предлагаемого способа и исключение попадающих в нее результатов является ошибочным, что приводит к ложному исключению измерений координат ИРИ.
При использовании предлагаемого способа в обоих рассматриваемых случаях «ложные» решения об отождествлении исключаются, что подтверждает повышение эффективности отождествления предлагаемым способом относительно прототипа.
Следует отметить, что эллиптичная форма строба характерна так же для случая однопунктного определения координат наземного ИРИ с летно-подъемного средства при одновременном совместном пеленговании по азимуту и углу места.
Это определяет целесообразность использования предлагаемого способа отождествления при определении координат указанным способом.
Достигаемый технический результат – повышение вероятности правильного отождествления сигналов к одному и тому же ИРИ, точности определения результирующих параметров сигналов и координат ИРИ.

Claims (15)

  1. Способ стробового отождествления сигналов с источниками радиоизлучения (ИРИ) в многоцелевой обстановке, включающий формирование по результатам предыдущих измерений вектора оценок n координат состояния обнаруженных и сопровождаемых ИРИ на текущий k-й момент времени, формирование для каждого j-го ИРИ вектора приращения координат состояния ИРИ, проверку условия отождествления вектора состояния с j-м ИРИ, принятие решения об отождествлении при выполнении условия, в противном случае – проверку выполнения условия отождествления для следующего экземпляра сопровождаемого ИРИ, в случае не выполнения условия ни для одного из ИРИ – принятие решения об обнаружении нового ИРИ, представление результата отождествления в виде вектора, отличающийся тем, что формируют величину
    Figure 00000107
    по формуле
  2. Figure 00000108
    ,
  3. где
    Figure 00000109
    – вектор приращения координат состояния j-го ИРИ в k-й момент времени;
  4. Figure 00000110
    – матрица корреляции вектора ошибок измерения параметров j-го ИРИ;
  5. Figure 00000111
    – матрица корреляции производной параметров j-го ИРИ;
  6. Figure 00000112
    – дискрет времени;
  7. Figure 00000113
    – оператор транспонирования;
  8. Figure 00000114
    – оператор обратной матрицы;
  9. и принимают решение об отождествлении сигнала с j-м ИРИ при выполнении условия
  10. Figure 00000115
    ,
  11. соответствующего нахождению вектора приращения координат состояния ИРИ в пределах строба вида многомерного эллипсоида, учитывающего наличие корреляции между измеряемыми параметрами, где
    Figure 00000116
    определяется в соответствии с формулой
  12. Figure 00000117
    ,
  13. где n – количество измеряемых параметров;
  14. Figure 00000118
    – гамма-функция;
  15. Figure 00000119
    – неполная гамма-функция.
RU2020118316A 2020-06-03 2020-06-03 Способ стробового отождествления сигналов с источниками радиоизлучения в многоцелевой обстановке RU2752863C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020118316A RU2752863C1 (ru) 2020-06-03 2020-06-03 Способ стробового отождествления сигналов с источниками радиоизлучения в многоцелевой обстановке

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020118316A RU2752863C1 (ru) 2020-06-03 2020-06-03 Способ стробового отождествления сигналов с источниками радиоизлучения в многоцелевой обстановке

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2752863C1 true RU2752863C1 (ru) 2021-08-11

Family

ID=77349001

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020118316A RU2752863C1 (ru) 2020-06-03 2020-06-03 Способ стробового отождествления сигналов с источниками радиоизлучения в многоцелевой обстановке

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2752863C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2807613C1 (ru) * 2023-05-31 2023-11-17 Публичное акционерное общество "Объединенная авиастроительная корпорация" (ПАО "ОАК") Способ трассирования наземных и морских радиоизлучающих целей

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005045455A2 (en) * 2003-11-03 2005-05-19 Cambridge Consultants Limited Determining positional information
RU2253126C1 (ru) * 2004-01-14 2005-05-27 Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон-Научно-исследовательский институт радиостроения" Способ отождествления пеленгов источников радиоизлучений в угломерных двухпозиционных пассивных радиолокационных системах
JP2010266228A (ja) * 2009-05-12 2010-11-25 Mitsubishi Electric Corp 電波発射源標定装置
WO2011042725A2 (en) * 2009-10-05 2011-04-14 Bae Systems Plc Improvements in or relating to radio navigation
US8730091B2 (en) * 2011-05-10 2014-05-20 Raytheon Company Target identification for a radar image
RU2557784C1 (ru) * 2014-01-29 2015-07-27 Акционерное общество "Концерн радиостроения "Вега" (АО "Концерн "Вега") Способ стробового отождествления сигналов с источниками радиоизлучения в многоцелевой обстановке
RU2562616C1 (ru) * 2014-07-21 2015-09-10 Алексей Викторович Бондаренко Способ получения радиотехнической информации и радиотехнический комплекс для его осуществления
RU2656370C1 (ru) * 2017-01-10 2018-06-05 Акционерное общество "ЗАСЛОН" Способ отождествления пеленгов источников радиоизлучений по их радиотехническим характеристикам двухпозиционными пассивными радиоэлектронными средствами
RU2686481C1 (ru) * 2018-03-15 2019-04-29 Акционерное общество "Концерн радиостроения "Вега" Адаптивный способ пространственного отождествления пеленгов с наземными источниками радиоизлучения и система для его реализации
RU2713193C1 (ru) * 2019-03-11 2020-02-04 Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" Способ межпозиционного отождествления результатов измерений и определения координат воздушных целей в многопозиционной радиолокационной системе

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005045455A2 (en) * 2003-11-03 2005-05-19 Cambridge Consultants Limited Determining positional information
RU2253126C1 (ru) * 2004-01-14 2005-05-27 Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон-Научно-исследовательский институт радиостроения" Способ отождествления пеленгов источников радиоизлучений в угломерных двухпозиционных пассивных радиолокационных системах
JP2010266228A (ja) * 2009-05-12 2010-11-25 Mitsubishi Electric Corp 電波発射源標定装置
WO2011042725A2 (en) * 2009-10-05 2011-04-14 Bae Systems Plc Improvements in or relating to radio navigation
US8730091B2 (en) * 2011-05-10 2014-05-20 Raytheon Company Target identification for a radar image
RU2557784C1 (ru) * 2014-01-29 2015-07-27 Акционерное общество "Концерн радиостроения "Вега" (АО "Концерн "Вега") Способ стробового отождествления сигналов с источниками радиоизлучения в многоцелевой обстановке
RU2562616C1 (ru) * 2014-07-21 2015-09-10 Алексей Викторович Бондаренко Способ получения радиотехнической информации и радиотехнический комплекс для его осуществления
RU2656370C1 (ru) * 2017-01-10 2018-06-05 Акционерное общество "ЗАСЛОН" Способ отождествления пеленгов источников радиоизлучений по их радиотехническим характеристикам двухпозиционными пассивными радиоэлектронными средствами
RU2686481C1 (ru) * 2018-03-15 2019-04-29 Акционерное общество "Концерн радиостроения "Вега" Адаптивный способ пространственного отождествления пеленгов с наземными источниками радиоизлучения и система для его реализации
RU2713193C1 (ru) * 2019-03-11 2020-02-04 Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" Способ межпозиционного отождествления результатов измерений и определения координат воздушных целей в многопозиционной радиолокационной системе

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2807613C1 (ru) * 2023-05-31 2023-11-17 Публичное акционерное общество "Объединенная авиастроительная корпорация" (ПАО "ОАК") Способ трассирования наземных и морских радиоизлучающих целей
RU2817619C1 (ru) * 2023-09-14 2024-04-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" Способ отождествления пеленгов источников радиоизлучений по их радиотехническим характеристикам

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107659893B (zh) 一种误差补偿方法、装置、电子设备及可读存储介质
US7956808B2 (en) Method for position estimation using generalized error distributions
US5128684A (en) Method and apparatus for correlating sensor detections in space and time
CN109937341A (zh) 自己的位置的估计
CN107229033A (zh) 基于高度维分段搜索的多目标到达时间差定位方法
CN109143224A (zh) 一种多目标关联方法和装置
CN112083446B (zh) 定位欺骗干扰源的方法及装置
CN107205226B (zh) 基于信道分类的室内定位跟踪方法及系统
Chang et al. Evaluating a multiple-hypothesis multitarget tracking algorithm
RU2599259C1 (ru) Способ бондаренко а.в. получения радиотехнической информации и радиотехнический комплекс для его осуществления
KR20180107964A (ko) Tdoa/fdoa 조합을 이용한 위치탐지방법 및 장치
Yang et al. A statistics-based least squares (SLS) method for non-line-of-sight error of indoor localization
CN108279007B (zh) 一种基于随机信号的定位方法及装置
RU2562616C1 (ru) Способ получения радиотехнической информации и радиотехнический комплекс для его осуществления
RU2752863C1 (ru) Способ стробового отождествления сигналов с источниками радиоизлучения в многоцелевой обстановке
CN113344954A (zh) 边界检测方法、装置、计算机设备、存储介质和传感器
CN111770528A (zh) 基于信道参数萃取方法的视距与非视距识别方法及装置
CN109190647B (zh) 一种有源无源数据融合方法
EP3671255A1 (en) Method for determining the location of a plurality of targets
CN113673105A (zh) 真值对比策略的设计方法
RU2253126C1 (ru) Способ отождествления пеленгов источников радиоизлучений в угломерных двухпозиционных пассивных радиолокационных системах
Yang et al. Altitude estimation using multipath with a two-dimensional radar over spherical earth
Yi et al. Individual aoameasurement detection algorithm for target tracking in mixed LOS/NLOS environments
Yan et al. Robust Target Localization for Multistatic Passive Radar Networks
Yang et al. Comparison of altitude estimation using 2D and 3D radars over spherical Earth