RU2815305C1

RU2815305C1 - Method and device for supporting maneuvering targets in survey doppler radar

Info

Publication number: RU2815305C1
Application number: RU2023124004A
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Грачев; Сергей Алексеевич Курбатский; Александр Викторович Хомяков
Original assignee: Акционерное общество Центральное конструкторское бюро аппаратостроения; Акционерное общество "Конструкторское бюро приборостроения им. академика А.Г. Шипунова"
Filing date: 2023-09-15
Publication date: 2024-03-13

Abstract

FIELD: radar.

SUBSTANCE: group of inventions can be used in surveillance Doppler radar stations when tracking the trajectories of manoeuvring targets. In the claimed method, when tracking a target in an overview Doppler radar, the results of autonomous smoothing and extrapolation of the measured Doppler velocity and acceleration obtained using a special additional filter with a first-order polynomial model are used to correct the centres of the gates in range and radial velocity relative to their extrapolation by the main trace filter, as well as to calculate the dimensions of the gates at each step of tracking, which works in parallel with the main trace filter, smoothing and extrapolating the range and angular coordinates. A device for implementing the method is also claimed.

EFFECT: increased stability of tracking of any types of targets at any part of their trajectories due to a significant increase in the probability of correctly linking marks from a target moving both uniformly in a straight line and intensively manoeuvring to the tracked route.

2 cl, 1 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates

Заявляемые технические решения относятся к области радиолокации и могут быть использованы в обзорных доплеровских радиолокационных станциях (РЛС) при сопровождении траекторий маневрирующих целей.The claimed technical solutions relate to the field of radar and can be used in surveillance Doppler radar stations (radars) when tracking the trajectories of maneuvering targets.

Уровень техникиState of the art

Известны способ автоматического сопровождения в РЛС цели и устройство, построенное на основе этого способа (Фарина А., Студер Ф. Цифровая обработка радиолокационной информации. Сопровождение целей, М.: «Радио и связь», 1993, стр. 25-30), содержащее: блок завязки новой траектории, блок проверки принадлежности отметок из системы первичной обработки радиолокационной информации (ПОИ) сопровождаемой траектории (блок селекции отметок), блок сглаживания и экстраполяции, блок прекращения сопровождения.There is a known method for automatically tracking targets in a radar and a device built on the basis of this method (Farina A., Studer F. Digital processing of radar information. Target tracking, M.: “Radio and Communications”, 1993, pp. 25-30), containing : block for starting a new trajectory, block for checking the belonging of marks from the system for primary processing of radar information (PRI) of the tracked trajectory (mark selection block), smoothing and extrapolation block, block for stopping tracking.

Данный способ и устройство работают следующим образом. Сначала по двум последовательным циклам зондирования в процессе обзора завязывается новая траектория и определяются ее начальные параметры (углы места и азимута, а также дальность и радиальная скорость). Затем в блоке сглаживания и экстраполяции производится прогнозирование этих параметров на следующий момент сопровождения цели. По направлению, соответствующему экстраполированным углам места и азимута, производится излучение сигнала антенной РЛС. При поступлении новых измерений в блоке селекции отметок по экстраполированным значениям дальности и радиальной скорости цели с учетом возможных помех и ошибок в измеренных отметках строится строб, после чего из всех отметок, попавших в этот строб, выбирается ближайшая к его центру и привязывается к сопровождаемой траектории. Оставшиеся из попавших в строб отметок либо отбрасываются, как ложные, либо по ним производится попытка завязать новые трассы в блоке завязки новой траектории. В блоке сглаживания и экстраполяции производится фильтрация (сглаживание) траекторных параметров цели на основе полученного нового измерения (привязанной к трассе отметки), а также прогнозирование (экстраполяция) этих параметров на следующий момент сопровождения цели. Сглаженная оценка текущих траекторных параметров цели выдается в устройство - потребитель радиолокационной информации. При отсутствии отметок в стробе в качестве сглаженного значения траекторных параметров цели берутся их экстраполированные значения, т.е. имеет место так называемое инерциальное сопровождение (ИС). При этом в блоке прекращения сопровождения постоянно проверяется условие сброса траектории, которое состоит в превышении некоторого критического количества непрерывных неудачных попыток получить измерения от цели или заданного предельного времени ИС.This method and device work as follows. First, through two successive sounding cycles during the review process, a new trajectory is established and its initial parameters are determined (elevation and azimuth angles, as well as range and radial speed). Then, in the smoothing and extrapolation block, these parameters are predicted for the next moment of target tracking. In the direction corresponding to the extrapolated elevation and azimuth angles, the signal is emitted by the radar antenna. When new measurements are received in the mark selection block based on the extrapolated values of the range and radial speed of the target, taking into account possible interference and errors in the measured marks, a strobe is built, after which, from all the marks that fall into this strobe, the one closest to its center is selected and linked to the tracked trajectory. The remaining marks that fall into the strobe are either discarded as false, or an attempt is made to start new routes using them in the block for starting a new trajectory. In the smoothing and extrapolation block, filtering (smoothing) of the target’s trajectory parameters is performed based on the received new measurement (mark attached to the track), as well as forecasting (extrapolation) of these parameters for the next moment of target tracking. A smoothed estimate of the current trajectory parameters of the target is issued to the device - the consumer of radar information. If there are no marks in the strobe, their extrapolated values are taken as the smoothed value of the target’s trajectory parameters, i.e. the so-called inertial tracking (IS) takes place. In this case, in the tracking termination block, the trajectory reset condition is constantly checked, which consists of exceeding a certain critical number of continuous unsuccessful attempts to obtain measurements from the target or a specified IS time limit.

Основной проблемой при сопровождении траекторий воздушных целей в обзорных РЛС является их потеря в ситуациях, когда цель совершает резкий маневр по скорости или направлению, например, при ее развороте. Причем, для работы обзорных РЛС характерна нерегулярная частота измерений траекторных параметров сопровождаемых целей, поскольку одновременно с сопровождением, как правило, происходит обзор пространства, обнаружение и завязка новых целей, а также сброс потерянных, т.е. количество сопровождаемых одновременно трасс может постоянно меняться. Кроме того, при осуществлении такого маневра, как разворот, цель может в течение достаточно продолжительного времени находиться «на параметре», т.е. иметь радиальную скорость ниже скорости обрезки, заданной в блоке селекции движущихся целей (СДЦ), что также приводит к отсутствию измерений траекторных параметров в течение достаточно продолжительного времени.The main problem when tracking the trajectories of air targets in surveillance radars is their loss in situations when the target makes a sharp maneuver in speed or direction, for example, when turning. Moreover, the operation of surveillance radars is characterized by an irregular frequency of measurements of the trajectory parameters of tracked targets, since simultaneously with tracking, as a rule, a survey of space occurs, detection and acquisition of new targets, as well as the reset of lost ones, i.e. the number of routes maintained simultaneously can change constantly. In addition, when performing a maneuver such as a turn, the target can be “on the parameter” for quite a long time, i.e. have a radial speed lower than the trim speed specified in the moving target selection block (MTS), which also leads to the absence of measurements of trajectory parameters for a sufficiently long time.

В такие периоды длительного отсутствия траекторных измерений особое значение приобретает точность сглаживания текущих координат сопровождаемых целей, а также их экстраполяции, на основе которой определяется направление луча на сопровождаемую цель и производится стробирование по дальности и радиальной скорости получаемых из ПОИ отметок. Низкая точность экстраполяции при маневре по направлению может привести к потере цели по причине ее выхода за пределы диаграммы направленности антенны (ДНА), что приводит к пропаданию отметок из ПОИ. При резком маневре по скорости трасса может быть потеряна вследствие выхода полученной отметки от цели за пределы строба по дальности или скорости. В этом случае низкая точность экстраполяции отчасти может быть скомпенсирована расширением стробов. Однако, при таком подходе сильно возрастает вероятность привязки к трассе ложных отметок, обусловленных отражениями от местных предметов, внутренним шумом приемника, преднамеренными помехами и т.п., что в дальнейшем также может привести к потере трассы.During such periods of long-term absence of trajectory measurements, the accuracy of smoothing the current coordinates of tracked targets, as well as their extrapolation, on the basis of which the direction of the beam to the tracked target is determined and the range and radial speed of the marks obtained from the PIR are gated, is of particular importance. Low accuracy of extrapolation during directional maneuver can lead to the loss of the target due to its departure from the antenna radiation pattern (APP), which leads to the disappearance of marks from the POI. During a sharp maneuver in speed, the track may be lost due to the resulting mark from the target going beyond the range or speed strobe. In this case, the low extrapolation accuracy can be partially compensated by expanding the gates. However, with this approach, the probability of attaching false marks to the route due to reflections from local objects, internal noise of the receiver, intentional interference, etc. greatly increases, which in the future can also lead to the loss of the route.

Очевидно, что при отсутствии актуальных измерений траекторных параметров, точность их оценивания и экстраполяции сильно зависит от используемой в способе трассового сопровождения кинематической модели движения цели. В известных алгоритмах фильтрации (α-β-γ-фильтры, различные типы фильтров Калмана и т.п.), как правило, используются модели движения цели первого или второго порядка, в которых движение описывается линейным или квадратичным полиномом, т.е. оцениваются координаты цели, а также их первые (скорости) или первые и вторые (ускорения) производные, соответственно (Кузьмин С.З. Основы теории цифровой обработки радиолокационной информации, М: «Советское радио», 1974, стр. 211-234). Причем, каждый из этих типов моделей обладает своими достоинствами и недостатками. Модели первого порядка просты и хорошо описывают прямолинейное равномерное движение цели. Однако, при наличии маневров и относительно длительных интервалов между измерениями качество получаемых оценок существенно снижается, вплоть до расходимости алгоритмов фильтрации. Модели второго порядка являются более сложными, они лучше описывают движение маневрирующих по скорости и направлению целей, однако, на участках прямолинейного равномерного движения цели ошибки оценивания с использованием таких моделей также могут существенно возрастать.It is obvious that in the absence of actual measurements of trajectory parameters, the accuracy of their estimation and extrapolation strongly depends on the kinematic model of target movement used in the route tracking method. In known filtering algorithms (α-β-γ filters, various types of Kalman filters, etc.), as a rule, first- or second-order target motion models are used, in which the motion is described by a linear or quadratic polynomial, i.e. the target coordinates are estimated, as well as their first (velocities) or first and second (accelerations) derivatives, respectively (Kuzmin S.Z. Fundamentals of the theory of digital processing of radar information, M: “Soviet Radio”, 1974, pp. 211-234). Moreover, each of these types of models has its own advantages and disadvantages. First-order models are simple and well describe the rectilinear uniform motion of the target. However, in the presence of maneuvers and relatively long intervals between measurements, the quality of the resulting estimates is significantly reduced, up to the divergence of filtering algorithms. Second-order models are more complex; they better describe the movement of targets maneuvering in speed and direction; however, in areas of rectilinear uniform target motion, estimation errors using such models can also increase significantly.

Совместить достоинства обоих типов моделей движения целей позволяют адаптивные алгоритмы фильтрации, которые можно разделить на алгоритмы с параметрической и алгоритмы со структурной адаптацией (Бар_Шалом Я., Ли Х.-Р. Траекторная обработка. Принципы, способы и алгоритмы: часть 2, М: МГТУ им. Баумана, 2011, стр. 155-219). Алгоритмы с параметрической адаптацией, как правило, работая с моделью движения цели первого порядка, при обнаружении маневра изменяют какой-либо из параметров, например, коэффициент усиления фильтра или матрицу ковариаций входного шума, описывающую неизвестные составляющие ускорения. Алгоритмы со структурной адаптацией в зависимости от наличия, отсутствия или типа маневра могут использовать несколько моделей движения цели (многорежимное или многомодельное сопровождение), например, если используются модели движения цели первого и второго порядков, то такие алгоритмы называются алгоритмами с вектором состояния переменной размерности.Adaptive filtering algorithms, which can be divided into algorithms with parametric and algorithms with structural adaptation, allow combining the advantages of both types of target movement models (Bar_Shalom Y., Lee H.-R. Trajectory processing. Principles, methods and algorithms: part 2, M: MSTU named after Bauman, 2011, pp. 155-219). Algorithms with parametric adaptation, as a rule, working with a first-order target motion model, change one of the parameters when a maneuver is detected, for example, the filter gain or the covariance matrix of the input noise, which describes the unknown acceleration components. Algorithms with structural adaptation, depending on the presence, absence or type of maneuver, can use several models of target motion (multi-mode or multi-model tracking), for example, if first- and second-order target motion models are used, then such algorithms are called algorithms with a state vector of variable dimension.

Параметрическая адаптация, как правило, за счет общего снижения точности оценивания, позволяет предотвратить расходимость фильтра при существенном несоответствии используемой модели движения цели текущей действительности. Недостатком алгоритмов со структурной адаптацией является их высокая сложность, связанная с необходимостью использования нескольких моделей движения цели и организации корректных переключений между ними. Наконец, общим недостатком любых адаптивных алгоритмов является необходимость вычисления в реальном времени индикатора маневра цели, в роли которого чаще всего выступает некоторая функция от разности измеренного и упрежденного значений выходной переменной трассового фильтра, так называемый «обновляющий» процесс. При этом, учитывая случайный характер этого процесса, для исключения частых ложных срабатываний индикатора маневра приходится прибегать к процедурам усреднения, что неизбежно вызывает запаздывание реакции адаптивных алгоритмов на изменение характера движения цели.Parametric adaptation, as a rule, due to a general decrease in the estimation accuracy, makes it possible to prevent filter divergence in the event of a significant discrepancy between the used target movement model and the current reality. The disadvantage of algorithms with structural adaptation is their high complexity associated with the need to use several models of target movement and organize correct switching between them. Finally, a common disadvantage of any adaptive algorithms is the need to calculate in real time the target maneuver indicator, which is most often played by some function of the difference between the measured and predicted values of the output variable of the path filter, the so-called “updating” process. At the same time, taking into account the random nature of this process, in order to eliminate frequent false alarms of the maneuver indicator, it is necessary to resort to averaging procedures, which inevitably causes a delay in the response of adaptive algorithms to changes in the nature of the target’s movement.

Наиболее близкие к заявляемым изобретениям способ и устройство сопровождения маневрирующих целей представлены в патенте РФ [RU №2630252 С1, МПК G01S 13/66, Способ сопровождения траекторий радиолокационных целей и устройство для его осуществления, 2016 г.]. Предлагаемые в прототипе способ и устройство в целом используют классический подход к сопровождению воздушных целей. Основным отличием является то, что в качестве центра строба на следующем шаге сопровождения используются не непосредственно экстраполированные трассовым фильтром координаты цели, а уточненные координаты, скорректированные с использованием вычисленного на текущем шаге сопровождения «обновляющего» процесса. Причем такая коррекция производится только в случае превышения значением «обновляющего» процесса некоторого заранее заданного порога, зависящего от ошибок измерения соответствующей координаты. Вычисляемые размеры стробов также зависят от абсолютного значения разности между измерением и упреждением соответствующей координаты.The method and device for tracking maneuvering targets that are closest to the claimed inventions are presented in the RF patent [RU No. 2630252 C1, IPC G01S 13/66, Method for tracking trajectories of radar targets and a device for its implementation, 2016]. The method and device proposed in the prototype generally use the classical approach to tracking air targets. The main difference is that the target coordinates directly extrapolated by the trace filter are not used as the center of the strobe at the next tracking step, but refined coordinates corrected using the “updating” process calculated at the current tracking step. Moreover, such a correction is made only if the value of the “updating” process exceeds a certain predetermined threshold, depending on the measurement errors of the corresponding coordinate. The calculated sizes of the gates also depend on the absolute value of the difference between the measurement and the lead of the corresponding coordinate.

Важным достоинством предлагаемого в прототипе способа сопровождения является то, что скорректированные координаты центра строба используются только для селекции отметок от цели и их привязки к траектории. В процессе же фильтрации, а значит и экстраполяции для следующего шага сопровождения продолжает использоваться соответствующее нескорректированное значение упреждения с предыдущего шага. Таким образом, адаптации при возможном маневре цели подвергается не процедура фильтрации, а процедуры стробирования и селекции отметок, а также их привязки к траектории. Это позволяет, не усложняя алгоритмов сглаживания и экстраполяции, используя, например, простейшие α-β-фильтры, добиться качества сопровождения маневрирующих целей, близкого к многомодельным методам.An important advantage of the tracking method proposed in the prototype is that the adjusted coordinates of the strobe center are used only for selecting marks from the target and linking them to the trajectory. In the process of filtering, and therefore extrapolation, the corresponding uncorrected lead value from the previous step continues to be used for the next tracking step. Thus, during a possible maneuver of the target, it is not the filtering procedure that undergoes adaptation, but the procedures of gating and selection of marks, as well as their binding to the trajectory. This allows, without complicating the smoothing and extrapolation algorithms, using, for example, the simplest α-β filters, to achieve a quality of tracking of maneuvering targets that is close to multi-model methods.

Главным недостатком предлагаемого в прототипе способа является его слабая помехозащищенность, являющаяся следствием зависимости коррекции центра строба только от величины и знака «обновляющего» процесса на предыдущем шаге сопровождения. Действительно, при резком маневре цели по направлению движения или по скорости, при условии относительно точного измерения произойдет пропорциональное величине маневра увеличение разности между измерением и упреждением соответствующей координаты, превышающее заданное пороговое значение. Это приведет к коррекции центра строба, задаваемого для следующего измерения, и его смещению в сторону маневра, т.е. предлагаемый способ тем самым повысит вероятность успешного стробирования отметки от маневрирующей цели на следующем шаге сопровождения. Однако, если предположить, что на некотором шаге сопровождения при отсутствии маневра по каким-то другим причинам резко возросла случайная ошибка измерения или в строб попала единственная ложная отметка, расположенная близко к его краю, то на следующем шаге центр строба окажется уже значительно смещенным в сторону от реальной траектории, что в дальнейшем вполне может привести к потере трассы. Заметим, что в прототипе величина такого смещения центра строба по угловым координатам будет ограничена сверху половиной ширины ДНА, а по дальности и скорости половиной размера соответствующего строба на предыдущем шаге сопровождения. Причем, для стробов по дальности и скорости некорректное смещение их центра из-за ошибок измерений или привязки ложной отметки при отсутствии регулярных сопровождений может быть не скомпенсировано изменением их размера, который в прототипе также зависит только от абсолютного значения «обновляющего» процесса и не зависит от промежутка времени между измерениями. Таким образом, в реальной помеховой обстановке, в которой приходится работать современным обзорным РЛС, предлагаемый в прототипе способ сопровождения может не только снизить вероятность потери трассы из-за маневра цели, но и в отдельных случаях повысить такую вероятность при появлении больших однократных случайных ошибок измерений или при привязке к трассе ложной отметки в условиях отсутствия какого-либо маневра.The main disadvantage of the method proposed in the prototype is its weak noise immunity, which is a consequence of the dependence of the strobe center correction only on the magnitude and sign of the “updating” process at the previous tracking step. Indeed, with a sharp maneuver of the target in the direction of movement or in speed, provided that the measurement is relatively accurate, there will be an increase in the difference between the measurement and the lead of the corresponding coordinate, proportional to the magnitude of the maneuver, exceeding a given threshold value. This will lead to a correction of the center of the strobe specified for the next measurement and its shift towards the maneuver, i.e. the proposed method will thereby increase the probability of successful gating of a mark from a maneuvering target at the next tracking step. However, if we assume that at some tracking step, in the absence of maneuver for some other reason, the random measurement error sharply increased or the strobe received a single false mark located close to its edge, then at the next step the center of the strobe will be significantly shifted to the side from the actual trajectory, which in the future may well lead to the loss of the route. Note that in the prototype, the magnitude of such a displacement of the center of the strobe in angular coordinates will be limited from above by half the width of the bottom, and in range and speed by half the size of the corresponding strobe at the previous tracking step. Moreover, for range and speed gates, an incorrect displacement of their center due to measurement errors or binding of a false mark in the absence of regular tracking may not be compensated by changing their size, which in the prototype also depends only on the absolute value of the “updating” process and does not depend on time interval between measurements. Thus, in a real jamming environment in which modern surveillance radars have to operate, the tracking method proposed in the prototype can not only reduce the probability of losing a track due to target maneuver, but also in some cases increase this probability when large single random measurement errors or when tying a false mark to the route in the absence of any maneuver.

Другим недостатком предлагаемого в прототипе способа является используемая в нем зависимость размера стробов только от СКО ошибок измерения соответствующего параметра и абсолютного значения «обновляющего» процесса на предыдущем шаге сопровождения. Причем, способ получения коэффициентов, определяющих такую зависимость, в описании прототипа не представлен, имеется лишь пример их задания для конкретной РЛС и типа цели. При этом, хорошо известно, что в обзорных РЛС, для которых характерна переменная частота измерений, размер стробов также существенно зависит от времени между предыдущим и текущим измерениями, поскольку общая ошибка упреждения с увеличением этого времени, естественно, возрастает.Another disadvantage of the method proposed in the prototype is that it uses a dependence of the size of the gates only on the standard deviation of the measurement errors of the corresponding parameter and the absolute value of the “updating” process at the previous maintenance step. Moreover, the method for obtaining the coefficients that determine such a dependence is not presented in the description of the prototype; there is only an example of setting them for a specific radar and type of target. At the same time, it is well known that in surveillance radars, which are characterized by a variable frequency of measurements, the size of the gates also significantly depends on the time between the previous and current measurements, since the overall lead error naturally increases with increasing this time.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the invention

Техническим результатом заявляемых способа и устройства является повышение вероятности корректной привязки к сопровождаемой трассе отметок от цели, движущейся, как равномерно прямолинейно, так и интенсивно маневрирующей. Таким образом, предлагаемые решения при использовании их в обзорных РЛС позволят существенно повысить устойчивость сопровождения любых типов целей на любых участках их траекторий. Причем такой результат может быть достигнут с помощью относительно простых и надежных классических методов фильтрации на основе полиномиальных моделей движения цели первого порядка, без применения сложных адаптивных процедур.The technical result of the proposed method and device is to increase the probability of correct binding to the track of marks from a target moving both uniformly in a straight line and intensively maneuvering. Thus, the proposed solutions, when used in surveillance radars, will significantly increase the stability of tracking of any types of targets at any part of their trajectories. Moreover, such a result can be achieved using relatively simple and reliable classical filtering methods based on first-order polynomial models of target motion, without the use of complex adaptive procedures.

Технический результат достигается тем, что при сопровождении цели в обзорной доплеровской РЛС для коррекции центров стробов по дальности и радиальной скорости относительно их экстраполяции основным трассовым фильтром, а также для вычисления размеров стробов на каждом шаге сопровождения используют результаты автономного сглаживания и экстраполяции измеряемой доплеровской скорости и ускорения, получаемые с помощью специального дополнительного фильтра с полиномиальной моделью первого порядка, который работает параллельно с основным трассовым фильтром, сглаживающим и экстраполирующим дальность и угловые координаты.The technical result is achieved by the fact that when tracking a target in a Doppler surveillance radar, the results of autonomous smoothing and extrapolation of the measured Doppler velocity and acceleration are used to correct the centers of the gates in range and radial speed relative to their extrapolation by the main path filter, as well as to calculate the sizes of the gates at each tracking step. , obtained using a special additional filter with a first-order polynomial model, which operates in parallel with the main path filter, smoothing and extrapolating range and angular coordinates.

При этом, уточнение центров стробов по угловым координатам осуществляют по аналогии с прототипом с использованием выражений:In this case, the clarification of the centers of the strobes by angular coordinates is carried out by analogy with the prototype using the expressions:

где и - экстраполированные на шаг сопровождения n+1 азимут и угол места цели, полученные в основном трассовом фильтре на шаге n; Δβ_n и Δε_n - значения обновляющих процессов по соответствующим углам на шаге n; Sign(Δβ_n) и Sign(Δε_n) - знак обновляющего процесса по соответствующему углу; Δβ^min и Δε^min - пороговое значение, при превышении которого срабатывает процедура коррекции центра строба; Δβ^max и Δε^max - верхняя граница, которую не может превышать величина коррекции центра строба.Where And - azimuth and elevation angle of the target extrapolated to the tracking step n+1, obtained in the main path filter at step n; Δβ _n and Δε _n are the values of updating processes at the corresponding angles at step n; Sign(Δβ _n ) and Sign(Δε _n ) - sign of the updating process along the corresponding angle; Δβ ^min and Δε ^min - threshold value, when exceeded, the strobe center correction procedure is triggered; Δβ ^max and Δε ^max are the upper limit that the strobe center correction value cannot exceed.

Пороговые значения Δβ^min и Δε^min задают аналогично прототипу на основе априорной информации о точности измерений угловых координат следующим образом:Threshold values Δβ ^min and Δε ^min are set similarly to the prototype based on a priori information about the accuracy of measurements of angular coordinates as follows:

Δβ^min=k_прσ_β,Δβ ^min =k _pr σ _β ,

Δε^min=k_прσ_ε,Δε ^min =k _pr σ _ε ,

где k_пр - настраиваемый коэффициент, определяющий нижнюю границу принятия решения о том, что данное значение процесса обновления с большой вероятностью является следствием начинающегося маневра, а не случайных ошибок в упреждении и измерении соответствующей угловой координаты; σ_β и σ_ε - СКО ошибок измерения соответствующих угловых координат.where k _pr is an adjustable coefficient that determines the lower limit of the decision that a given value of the update process is most likely a consequence of the incipient maneuver, and not of random errors in anticipation and measurement of the corresponding angular coordinate; σ _β and σ _ε are the standard deviation of measurement errors of the corresponding angular coordinates.

В заявляемом способе с целью повышения его помехозащищенности в отличие от прототипа предлагается дополнительно ограничить величину коррекции центра строба по угловым координатам, введя для нее верхние границы Δβ^max и Δε^max следующим образом:In the proposed method, in order to increase its noise immunity, in contrast to the prototype, it is proposed to additionally limit the amount of correction of the strobe center in angular coordinates by introducing upper limits Δβ ^max and Δε ^max for it as follows:

Δβ^max=k_вгS_β,Δβ ^max =k _вг S _β ,

Δε^max=k_вгS_ε,Δε ^max =k _вг S _ε ,

где k_вг<1 - настраиваемый коэффициент, определяющий максимально возможное значение поправки, вводимой в упреждение угловой координаты; S_β и S_ε - половина ширины ДНА по соответствующей угловой координате.where k _вг <1 is an adjustable coefficient that determines the maximum possible value of the correction introduced into the angular coordinate lead; S _β and S _ε are half the bottom width along the corresponding angular coordinate.

Очевидно, что при ограничениях (1), (2) для коэффициентов k_пр и k_вг должны выполняться условия: k_прσ_β<k_вгS_β; k_прσ_ε<k_вгS_ε.It is obvious that under restrictions (1), (2) for the coefficients k _pr and k _{ing the} following conditions must be met: k _pr σ _β <k _ing S _β ; k _pr σ _ε <k _vg S _ε .

Благодаря ограничению величины коррекции центра строба по угловым координатам сверху появляется возможность снизить негативное влияние однократных больших случайных ошибок измерений или привязки ложных отметок, находящихся близко к границам строба, на последующее сопровождение не маневрирующей цели.By limiting the amount of correction of the strobe center by angular coordinates from above, it becomes possible to reduce the negative impact of single large random measurement errors or the binding of false marks located close to the boundaries of the strobe on the subsequent tracking of a non-maneuvering target.

Коррекцию центров стробов по дальности и радиальной скорости в заявляемом изобретении в отличие от прототипа предлагается производить, используя результаты работы специального дополнительного фильтра, осуществляющего автономное сглаживание и экстраполяцию измеряемой доплеровской скорости и ускорения, следующим образом:In the claimed invention, in contrast to the prototype, it is proposed to correct the centers of the gates in terms of range and radial velocity using the results of a special additional filter that performs autonomous smoothing and extrapolation of the measured Doppler velocity and acceleration, as follows:

где и - экстраполированные на шаг сопровождения n+1 дальность и радиальная скорость цели, полученные в основном трассовом фильтре на шаге n; - экстраполированное на шаг сопровождения n+1 радиальное ускорение, полученное в автономном фильтре измеряемой доплеровской скорости; ΔT_n+1 - интервал времени между n+1 и n шагами сопровождения.Where And - the range and radial speed of the target extrapolated to the tracking step n+1, obtained in the main path filter at step n; - radial acceleration extrapolated to the tracking step n+1, obtained in the autonomous filter of the measured Doppler velocity; ΔT _n+1 - time interval between n+1 and n tracking steps.

В принципе выражения (3) и (4) для каждой из траекторных координат совпадают с кинематической моделью движения цели, аппроксимирующей ее траекторию полиномом второго порядка. Такой подход, по сравнению с прототипом, в котором центры стробов по дальности и радиальной скорости также, как и по угловым координатам, корректируют исключительно в зависимости от значения обновляющего процесса, являющегося в общем случайной величиной, представляется более корректным, так как в его основе лежат известные детерминированные законы механики движения тел.In principle, expressions (3) and (4) for each of the trajectory coordinates coincide with the kinematic model of target motion, which approximates its trajectory by a second-order polynomial. This approach, in comparison with the prototype, in which the centers of the gates in range and radial speed, as well as in angular coordinates, are adjusted solely depending on the value of the updating process, which is generally a random variable, seems more correct, since it is based on known deterministic laws of the mechanics of body motion.

Заявляемый технический результат достигается также тем, что размеры половин стробов сопровождения по дальности и скорости (от центра строба в сторону увеличения или уменьшения) при каждом n+1 обращении к цели также определяют на основе кинематической модели движения цели:The claimed technical result is also achieved by the fact that the dimensions of the halves of the tracking strobes in range and speed (from the center of the strobes towards increasing or decreasing) with each n+1 access to the target are also determined on the basis of the kinematic model of the target movement:

где D^пчс и Vr^пчс - постоянные части стробов по дальности и скорости, зависящие от точности измерения соответствующего параметра.where D ^pchs and Vr ^pchs are constant parts of the strobes in range and speed, depending on the accuracy of measurement of the corresponding parameter.

Важной особенностью заявляемого изобретения является то, что сглаживание и экстраполяцию траекторных параметров предлагается производить не одним фильтром с моделью движения цели второго порядка, а двумя параллельно работающими раздельными фильтрами: основным трассовым, использующим измерения дальности, угловых координат и, необязательно, доплеровской скорости, а также автономным, работающим исключительно с доплеровскими измерениями радиальной скорости цели. При этом оба фильтра строятся на основе модели движения цели в виде полинома первого порядка, что значительно упрощает их реализацию.An important feature of the claimed invention is that smoothing and extrapolation of trajectory parameters is proposed to be carried out not by one filter with a second-order target motion model, but by two parallel operating separate filters: the main path filter, using measurements of range, angular coordinates and, optionally, Doppler velocity, as well as autonomous, working exclusively with Doppler measurements of the target’s radial velocity. In this case, both filters are built on the basis of a target motion model in the form of a first-order polynomial, which greatly simplifies their implementation.

Таким образом, в основном трассовом фильтре не будет оцениваться ускорение цели, оно лишь учитывается в виде случайного возмущения в динамической части модели движения. Результатом же работы автономного фильтра доплеровских измерений будут сглаженные и экстраполированные радиальная скорость и радиальное ускорение, которые, собственно говоря, и используются в выражениях (3) - (6) для коррекции центров соответствующих стробов и расчета их размеров.Thus, in the main path filter the acceleration of the target will not be estimated; it is only taken into account in the form of a random disturbance in the dynamic part of the motion model. The result of the work of the autonomous filter of Doppler measurements will be smoothed and extrapolated radial velocity and radial acceleration, which, in fact, are used in expressions (3) - (6) to correct the centers of the corresponding gates and calculate their sizes.

Благодаря использованию двух раздельных фильтров с моделью движения цели первого порядка вместо трассового фильтра второго порядка, удается не только упростить реализацию всей процедуры сопровождения, но и повысить ее точность и устойчивость. Дело в том, что в трассовом фильтре с моделью движения второго порядка, например, Калмановского типа, оценки дальности и радиальной скорости вычисляются по соответствующим взвешенным измерениям. Причем, весовые коэффициенты в этом случае будут обратно пропорциональны дисперсиям ошибок соответствующих измерений. Следовательно, оценки дальности и радиальной скорости будут иметь СКО близкие к минимально возможным только в том случае, когда абсолютно точно заданы априорные значения дисперсий шумов в измерениях. Однако, в реальных условиях применения РЛС сделать это проблематично, поскольку шумы в измерениях скорее всего не стационарны, и поэтому их характеристики в каждый момент времени априори точно заданы быть не могут. Также следует иметь ввиду, что скорости и ускорения по измерениям дальности в фильтрах Калмановского типа определяются путем однократного и двукратного численного дифференцирования, соответственно. Это наряду с некорректным соотношением заданных и реальных дисперсий шумов в измерениях также способно внести дополнительные погрешности в оценки скоростей и ускорений.Thanks to the use of two separate filters with a first-order target motion model instead of a second-order path filter, it is possible not only to simplify the implementation of the entire tracking procedure, but also to increase its accuracy and stability. The fact is that in a path filter with a second-order motion model, for example, Kalman type, range and radial speed estimates are calculated from the corresponding weighted measurements. Moreover, the weighting coefficients in this case will be inversely proportional to the error variances of the corresponding measurements. Consequently, estimates of range and radial speed will have standard deviations close to the minimum possible only in the case when the a priori values of the noise dispersions in the measurements are absolutely precisely specified. However, in real conditions of using radar, this is problematic, since the noise in the measurements is most likely not stationary, and therefore their characteristics at each moment of time cannot be a priori accurately specified. It should also be kept in mind that velocities and accelerations from range measurements in Kalman-type filters are determined by single and double numerical differentiation, respectively. This, along with the incorrect relationship between the specified and real noise variances in measurements, can also introduce additional errors in the estimates of velocities and accelerations.

В заявляемом изобретении в качестве основного трассового фильтра в принципе можно использовать любые традиционные для радиолокации фильтры Калмановского типа с моделью движения цели первого порядка или даже простейшие α-β-фильтры с оцениванием траекторных параметров в прямоугольной или сферической системах координат. В качестве автономного фильтра доплеровских измерений также можно использовать α-β-фильтр или фильтр для оценки параметров линейной траектории при фиксированном объеме скользящей выборки (Кузьмин С.З. Основы теории цифровой обработки радиолокационной информации, М.: «Советское радио», 1974, стр. 215-220). В результате, как и в прототипе, не прибегая к громоздким процедурам адаптации можно добиться качества сопровождения, как маневрирующих, так и не маневрирующих целей, близкого к многомодельным методам.In the claimed invention, in principle, any traditional Kalman-type filters for radar with a first-order target motion model or even the simplest α-β filters with estimation of trajectory parameters in rectangular or spherical coordinate systems can be used as the main path filter. As an autonomous filter for Doppler measurements, you can also use an α-β filter or a filter to estimate the parameters of a linear trajectory with a fixed volume of a sliding sample (Kuzmin S.Z. Fundamentals of the theory of digital processing of radar information, M.: “Soviet Radio”, 1974, pp. 215-220). As a result, as in the prototype, without resorting to cumbersome adaptation procedures, it is possible to achieve tracking quality for both maneuvering and non-maneuvering targets, close to multi-model methods.

Таким образом достигается заявляемый технический результат. Краткое описание чертежейIn this way, the claimed technical result is achieved. Brief description of drawings

Заявляемые технические решения иллюстрируются фигурой 1, где представлена структурная схема устройства для сопровождения маневрирующих целей в обзорной доплеровской РЛС, реализующая способ.The claimed technical solutions are illustrated in Figure 1, which shows a block diagram of a device for tracking maneuvering targets in a surveillance Doppler radar that implements the method.

Заявляемое устройство для сопровождения маневрирующих целей в обзорной доплеровской РЛС, реализующее заявляемый способ, содержит блок стробирования и селекции отметок цели (БСиСОЦ) 1, блок проверки критерия сброса траектории (БПКСТ) 2, блок фильтрации параметров траектории цели (БФПТЦ) 3, блок вычисления координат центра строба (БВКЦС) 4, блок вычисления размеров строба (БВРС) 5, блок автономной фильтрации доплеровской скорости (БАФДС) 6, при этом первый вход БСиСОЦ 1 является входом устройства, на который поступают результаты измерений угловых координат, дальности и радиальной скорости отметок из ПОИ, первый выход БСиСОЦ 1 соединен со входом БПКСТ 2, первый выход которого соединен со входом БФПТЦ 3, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым входами БВКЦС 4, соответственно, первый выход БВКЦС 4 соединен со вторым входом БСиСОЦ 1, второй выход БВКЦС 4 соединен с первым входом БВРС 5, второй выход БПКСТ 2 соединен со вторым входом БВРС 5 и третьим входом БВКЦС 4, второй выход БСиСОЦ 1 соединен со входом БАФДС 6, первый выход которого соединен с четвертым входом БВКЦС 4 и третьим входом БВРС 5, выход БВРС 5 соединен с третьим входом БСиСОЦ 1, второй выход БАФДС 6 является выходом устройства, на который выдают сглаженные радиальную скорость и радиальное ускорение, третий выход БПКСТ 2 является выходом устройства, на который выдают сигнал сброса траектории с сопровождения, третий выход БФПТЦ 3 является выходом устройства, на который выдают сглаженные угловые координаты, дальность и радиальная скорости. Осуществление изобретенияThe inventive device for tracking maneuvering targets in a surveillance Doppler radar, implementing the inventive method, contains a block for gating and selecting target marks (BSiSOTS) 1, a block for checking the trajectory reset criterion (BPKST) 2, a filtering block for target trajectory parameters (BFPTC) 3, a coordinate calculation block strobe center (BVKTSS) 4, block for calculating the dimensions of the strobe (BVRS) 5, block of autonomous Doppler velocity filtering (BAFDS) 6, while the first input of BSiSOTS 1 is the input of the device, which receives the results of measurements of angular coordinates, range and radial speed of marks from POI, the first output of BSiSOC 1 is connected to the input of BPKST 2, the first output of which is connected to the input of BFPTC 3, the first and second outputs of which are connected to the first and second inputs of BVKTS 4, respectively, the first output of BVKTS 4 is connected to the second input of BSiSOTs 1, the second output BVKTS 4 is connected to the first input of BVRS 5, the second output of BPKST 2 is connected to the second input of BVRS 5 and the third input of BVKTS 4, the second output of BSiSOTS 1 is connected to the input of BAFDS 6, the first output of which is connected to the fourth input of BVKTS 4 and the third input of BVRS 5, the output of BVRS 5 is connected to the third input of BSiSOTS 1, the second output of BAFDS 6 is the output of the device, to which smoothed radial speed and radial acceleration are output, the third output of BPST 2 is the output of the device, to which the signal for resetting the trajectory from tracking is output, the third output of BFPTC 3 is the output of the device, which provides smoothed angular coordinates, range and radial speed. Carrying out the invention

Заявляемое устройство состоит из перечисленных ниже известных и широко применяемых в радиолокации функциональных блоков (Справочник по радиолокации / Под ред. М.И. Сколника. В 2-х книгах, М.: Техносфера, 2014), которые могут быть реализованы с использованием стандартных цифровых микросхем и электронных элементов (Пухальский Г.И., Новосельцева Т.Я. Проектирование дискретных устройств на интегральных микросхемах, М.: «Радио и связь», 1990; Все отечественные микросхемы / 2-ое изд., М.: Изд. дом «Додэка XXI», 2004).The claimed device consists of the following well-known and widely used functional blocks in radar (Handbook of radar / Edited by M.I. Skolnik. In 2 books, M.: Tekhnosphere, 2014), which can be implemented using standard digital microcircuits and electronic elements (Pukhalsky G.I., Novoseltseva T.Ya. Design of discrete devices on integrated circuits, M.: “Radio and Communications”, 1990; All domestic microcircuits / 2nd ed., M.: Publishing house "Dodeka XXI", 2004).

Блок стробирования и селекции отметок цели (БСиСОЦ) 1 - вычислитель, реализующий операцию выбора из всех отметок, пришедших из ПОИ и попавших в стробы по дальности (5) и скорости (6), единственной отметки, евклидово расстояние от которой до скорректированного центра строба (1) - (4) минимально. Данная отметка считается новым измерением и привязывается к сопровождаемой траектории. Если отметок не было или ни одна из них не попала в строб, то формируется специальный признак пропуска цели.Block for gating and selection of target marks (BSiSOTS) 1 - a computer that implements the operation of selecting from all marks that came from the POI and fell into the gates by range (5) and speed (6), a single mark, the Euclidean distance from which to the adjusted center of the strobe ( 1) - (4) minimum. This mark is considered a new dimension and is linked to the track being followed. If there were no marks or none of them hit the strobe, then a special sign of missing the target is formed.

Блок проверки критерия сброса траектории (БПКСТ) 2 - вычислитель, реализующий операцию подсчета количества пропусков цели подряд или операцию суммирования интервалов времени ΔT_n+1, на которых был установлен признак пропуска цели. При выполнении критерия сброса по количеству пропусков или по непрерывному времени инерциального сопровождения траектория цели сбрасывается.Block for checking the trajectory reset criterion (BPKST) 2 is a computer that implements the operation of counting the number of target misses in a row or the operation of summing the time intervals ΔT _n+1 at which the target miss sign was set. When the reset criterion is met for the number of passes or for the continuous time of inertial tracking, the target trajectory is reset.

Блок фильтрации параметров траектории цели (БФПТЦ) 3 -вычислитель, реализующий операции сглаживания и экстраполяции траекторных параметров цели (основной траекторный фильтр). На вход БФПТЦ 3 через БПКСТ 2 с БСиСОЦ 1 поступает либо новое измерение траекторных параметров (новая отметка из ПОИ, привязанная к сопровождаемой траектории), либо признак пропуска цели. В первом случае производится сглаживание по новым измерениям текущих траекторных параметров и экстраполяция параметров на следующий шаг сопровождения. Во втором случае экстраполированные на предыдущем шаге параметры принимаются за сглаженные, и производится новая экстраполяция параметров на следующий шаг сопровождения. С первого выхода БФПТЦ 3 выдаются экстраполированные на следующее обращение к цели траекторные параметры, а со второго выхода - величины отклонений измеренных угловых координат цели от их экстраполированных на текущий шаг значений (элементы вектора обновляющего процесса).Target trajectory parameters filtering unit (TBPTC) 3 is a computer that implements smoothing and extrapolation operations of target trajectory parameters (main trajectory filter). The input of BFPTC 3 through BPCST 2 with BSiSOTs 1 receives either a new measurement of trajectory parameters (a new mark from the POI, linked to the tracked trajectory), or a sign of missing a target. In the first case, the current trajectory parameters are smoothed using new measurements and the parameters are extrapolated to the next tracking step. In the second case, the parameters extrapolated at the previous step are taken as smoothed, and a new extrapolation of the parameters is made to the next tracking step. From the first output of BFPTC 3, the trajectory parameters extrapolated to the next reference to the target are output, and from the second output - the magnitude of deviations of the measured angular coordinates of the target from their values extrapolated to the current step (elements of the updating process vector).

Блок вычисления координат центра строба (БВКЦС) 4 - вычислитель, реализующий операции вычисления скорректированных координат центра строба сопровождения по выражениям (1) - (4).Block for calculating the coordinates of the center of the strobe (BVKCS) 4 is a computer that implements the operations of calculating the adjusted coordinates of the center of the tracking strobe using expressions (1) - (4).

Блок вычисления размеров строба (БВРС) 5 - вычислитель, реализующий операции вычисления размеров строба сопровождения по выражениям (5) - (6).Block for calculating the size of the strobe (BVRS) 5 is a computer that implements operations for calculating the size of the tracking strobe using expressions (5) - (6).

Блок автономной фильтрации доплеровской скорости (БАФДС) 6 - вычислитель, реализующий операции сглаживания и экстраполяции доплеровской скорости и ускорения.Autonomous Doppler velocity filtering unit (BAFDS) 6 is a computer that implements smoothing and extrapolation operations of Doppler velocity and acceleration.

Заявляемое устройство работает следующим образом.The inventive device operates as follows.

При каждом обращении к цели для ее сопровождения луч антенны РЛС выставляют по экстраполированным в основном траекторном фильтре (БФПТЦ 3) траекторным параметрам и в сторону цели выполняют посылку импульсного сигнала. Приемным устройством РЛС принимают отраженный сигнал, и в устройстве ПОИ путем пороговой обработки выделяют возможные отметки от цели.Each time a target is approached to track it, the radar antenna beam is set according to the trajectory parameters extrapolated in the main trajectory filter (BFPTC 3) and a pulse signal is sent towards the target. The radar receiving device receives the reflected signal, and in the POI device, possible marks from the target are identified by threshold processing.

На текущем (n+1)-м шаге сопровождения координаты таких отметок, если они были получены из ПОИ, подают на первый вход БСиСОЦ 1, на второй вход которого поступают координаты центра строба с первого выхода БВКЦС 4, а на третий вход - значения размеров стробов по дальности и скорости с выхода БВРС 5, которые были вычислены на предыдущем n-м обращении. В БСиСОЦ 1 сначала выбирают все отметки, попавшие в стробы по дальности и скорости, а затем из них выбирают единственную отметку, евклидово расстояние от которой до скорректированного центра строба (1) - (4) минимально. Данная отметка считается новым измерением и привязывается к сопровождаемой траектории.At the current (n+1)-th tracking step, the coordinates of such marks, if they were received from the POI, are fed to the first input of BSiSOC 1, the second input of which receives the coordinates of the strobe center from the first output of BVKTSS 4, and the third input receives the size values range and speed gates from the output of BVRS 5, which were calculated on the previous n-th access. In BSiSOC 1, first select all marks included in the gates in terms of range and speed, and then select from them a single mark, the Euclidean distance from which to the adjusted center of the gate (1) - (4) is minimal. This mark is considered a new dimension and is linked to the track being followed.

Если отметок из ПОИ не было или ни одна отметка не попала в строб, то формируют специальный признак пропуска цели, который передают в БПКСТ 2. В этом блоке проверяют условие выполнения критерия сброса траектории. При выполнении критерия сброса по количеству пропусков или по непрерывному времени инерциального сопровождения траектория цели сбрасывается. Иначе новое измерение из БСиСОЦ 1 или признак пропуска цели передают в БФПТЦ 3, где в первом случае основным трассовым фильтром производят сглаживание по новым измерениям текущих траекторных параметров и экстраполяция параметров на следующий шаг сопровождения, а во втором случае экстраполированные на предыдущем шаге параметры принимают за сглаженные, и производят новую экстраполяцию параметров на следующий шаг сопровождения.If there were no marks from the POI or not a single mark fell into the strobe, then a special sign of missing the target is generated, which is transmitted to BPKST 2. In this block, the condition for fulfilling the trajectory reset criterion is checked. When the reset criterion is met for the number of passes or for the continuous time of inertial tracking, the target trajectory is reset. Otherwise, a new measurement from BSiSOTS 1 or a sign of missing a target is transmitted to BFPTC 3, where in the first case, the main route filter smoothes the current trajectory parameters using new measurements and extrapolates the parameters to the next tracking step, and in the second case, the parameters extrapolated at the previous step are taken as smoothed , and perform a new extrapolation of the parameters to the next maintenance step.

В БВКЦС 4 по экстраполированным дальности и радиальной скорости, а также по разностям между экстраполированными и измеренными на предыдущем шаге сопровождения угловыми координатами, поступающими из БФПТЦ 3, и по экстраполированному радиальному ускорению из БАФДС 6, а также с учетом интервала времени ΔT_n+1 между текущим и предыдущим измерениями из БПКСТ 2 с использованием выражений (1) - (4) вычисляют скорректированные координаты центра строба.In BVKTSS 4, based on the extrapolated range and radial speed, as well as on the differences between the extrapolated and measured at the previous tracking step angular coordinates coming from BFPTC 3, and on the extrapolated radial acceleration from BAFDS 6, as well as taking into account the time interval ΔT _n+1 between using current and previous measurements from BPKST 2 using expressions (1) - (4), the adjusted coordinates of the strobe center are calculated.

В БВРС 5 с использованием выражений (5) - (6) по скорректированному значению центра строба радиальной скорости из БВКЦС 4, по экстраполированному радиальному ускорению из БАФДС 6 и по интервалу времени ΔT_n+1 между текущим и предыдущим измерениями из БПКСТ 2 вычисляют размеры стробов по дальности и радиальной скорости.In BVRS 5, using expressions (5) - (6) from the adjusted value of the center of the radial velocity strobe from BVKTS 4, from the extrapolated radial acceleration from BAFDS 6 and from the time interval ΔT _n+1 between the current and previous measurements from BPKST 2, the sizes of the gates are calculated in range and radial speed.

БАФДС 6 используется для вычисления экстраполированных и сглаженных радиальных скорости и ускорения по измерениям доплеровской скорости цели из БСиСОЦ 1. Вычисленное в этом блоке экстраполированное радиальное ускорение используют для вычисления центров и размеров стробов в БВКЦС 4 и в БВРС 5, соответственно.BAFDS 6 is used to calculate extrapolated and smoothed radial velocities and accelerations from measurements of the target Doppler velocity from BSiSOC 1. The extrapolated radial acceleration calculated in this block is used to calculate the centers and sizes of gates in BVKTS 4 and BVRS 5, respectively.

Описанные выше операции повторяют при каждом новом обращении к цели.The operations described above are repeated with each new access to the target.

Таким образом, в заявляемом устройстве, реализующем заявляемый способ, достигается заявленный технический результат.Thus, in the claimed device that implements the claimed method, the declared technical result is achieved.

Claims

1. A method for tracking maneuvering targets in a surveillance Doppler radar, including addressing the target, strobing and selecting marks from the target, checking the fulfillment of the route reset criterion, filtering the target trajectory parameters, calculating the adjusted coordinates of the center of the strobe and its dimensions in range and speed, characterized in that that in the process of clarifying the coordinates of the strobe center using angular coordinates, the following expressions are used:

Where And - azimuth and elevation angle of the target extrapolated to the tracking step n+1, obtained in the main path filter at step n; Δβ _n and Δε _n are the values of updating processes at the corresponding angles at step n; Sign(Δβ _n ) and Sign(Δε _n ) - sign of the updating process along the corresponding angle; Δβ ^min and Δε ^min - threshold value, when exceeded, the strobe center correction procedure is triggered; Δβ ^max and Δε ^max are the upper limit that the strobe center correction value cannot exceed; in the process of clarifying the coordinates of the strobe center in terms of range and speed, expressions based on a second-order polynomial model of target motion are used:

Where And - the range and radial speed of the target extrapolated to the tracking step n+1, obtained in the main path filter at step n; - radial acceleration extrapolated to the tracking step n+1, obtained in the autonomous filter of the measured Doppler velocity; ΔT _n+1 - time interval between n+1 and n tracking steps; in this case, the size of the gates in terms of range and speed is also determined based on the kinematic model of target movement:

where D ^pchs and Vr ^pchs are constant parts of the strobes in range and speed, depending on the accuracy of measurement of the corresponding parameter.

2. A device for tracking maneuvering targets in a surveillance Doppler radar, containing a block for gating and selecting target marks, a block for checking the trajectory reset criterion, a block for filtering target trajectory parameters, a block for calculating the coordinates of the center of the strobe, a block for calculating the size of the strobe, and the first input of the gating block and selection of target marks is the input of the device, the first output of the block for gating and selection of target marks is connected to the input of the block for checking the trajectory reset criterion, the first output of which is connected to the input of the block for filtering target trajectory parameters, the first and second outputs of which are connected to the first and second inputs of the coordinate calculation block the center of the strobe, respectively, the first output of the block for calculating the coordinates of the strobe center is connected to the second input of the block for gating and selecting target marks, the output of the block for calculating the size of the strobe is connected to the third input of the block for gating and selecting target marks, the third output of the block for checking the trajectory reset criterion and the third output of the block filtering target trajectory parameters are the outputs of the device, characterized in that an autonomous Doppler velocity filtering block is additionally introduced into it, while the second output of the block for calculating the coordinates of the strobe center is connected to the first input of the block for calculating the dimensions of the strobe, the second output of the block for checking the trajectory reset criterion is connected to the second the input of the block for calculating the size of the strobe and the third input of the block for calculating the coordinates of the strobe center, the second output of the block for gating and selecting target marks is connected to the input of the block for autonomous Doppler velocity filtering, the first output of which is connected to the fourth input of the block for calculating the coordinates of the strobe center and the third input of the block for calculating the size of the strobe , the second output of the autonomous Doppler velocity filtering unit is the output of the device.