радиолокационная система целеуказания
Классы МПК: | G01S13/46 косвенное определение данных о местоположении |
Автор(ы): | Машков Г.М., Оршлет С.С., Птицын С.О., Щудро И.А. |
Патентообладатель(и): | Санкт-Петербургское высшее зенитное ракетное командное училище |
Приоритеты: |
подача заявки:
1995-12-26 публикация патента:
20.11.1997 |
РЛС ЦУ состоит из двух станций, одна из которых ведущая, а другая - ведомая. Связь между станциями осуществляется посредством радиолиний управленя. Ведущая станция содержит топопривязчик и последовательно соединенные систему управления антенной и автодальномер, счетно-решающий прибор выдачи целеуказанния и радиолинию управления, при этом первый выход топопривязчика подключен к второму входу СРП выдачи ЦУ. Ведомая станция содержит топопривязчик, датчик наклона и последовательно соединенные радиолинию управления СРП ЦУ и систему управления антенной и автодальномер, причем первый выход токопривязчика и выход датчика наклона подключены к второму и третьему входам СРП ЦУ соответственно. Целью изобретения является повышение вероятности целеуказания при наличии в зоне действия системы нескольких целей. Для этого в РЛС дополнительно введены на ведущей станции последовательно соединенные блок разности, блок определения базы и направления и блок формирования стробов, причем первый и второй входы блока разности подключены к второму выходу токопривязчика и выходу радиолинии управления соответственно, второй выход системы управления антенной и автодальномер соединены с вторым входом блока формирования стробов, выход которого подключен к второму входу радиолинии управления; на ведомой последовательно соединенные блок преобразования координат, блок разности, блок сравнения и блок управления, причем вход блока преобразования координат подключен к выходу системы управления антенной и автодальномеру, второй вход блока разности подключен к второму выходу счетно-решающего прибора целеуказания, второй вход блока сравнения соединен с вторым выходом радиолинии управления, а выходы блока управления и топопривязчика подключены к соответствующим входам радиолинии управления. 3 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Формула изобретения
Радиолокационная система целеуказания, содержащая две соединенные посредством радиолиний управления станций, одна из которых ведущая содержит топопривязчик и последовательно соединенные систему управления антенной и автодальномер, счетно-решающий прибор выдачи целеуказания и радиолинию управления, причем первый выход топопривязчика подключен к второму входу счетно-решающего прибора выдачи целеуказания, а другая ведомая содержит топопривязчик, датчик наклона и последовательно соединенные радиолинию управления, счетно-решающий прибор целеуказания и систему управления антенной и автодальномер, причем первый выход топопривязчика и выход датчика наклона подключены к второму и третьему входам счетно-решающего прибора целеуказания соответственно, отличающаяся тем, что на ведущей станции дополнительно введены последовательно соединенные блок разности, блок определения базы и направления и блок формирования стробов, причем первый и второй входы блока разности подключены к второму выходу топопривязчика и выходу радиолинии управления соответственно, второй выход системы управления антенной и автодальномером соединены с вторым входом блока формирования стробов, выход которого подключен к второму входу радиолинии управления, а на ведомой станции дополнительно введены последовательно соединенные блок преобразования координат, блок разности, блок сравнения и блок управления, причем вход блока преобразования координат подключен к выходу системы управления антенной и автодальномеру, второй вход блока разности подключен к второму выходу счетно-решающего прибора целеуказания, второй вход блока сравнения соединен с вторым выходом радиолинии управления, а выходы блока управления и топопривязчика подключены к соответствующим входам радиолинии управления.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к радиолокационной технике и может быть использовано в радиолокационных системах целеуказания и идентификации объектов. Известны радиолокационные системы целеуказания (РЛС ЦУ), содержащие две пространственно совмещенные или разнесенные станции [1]Известна также РЛС ЦУ, содержащая две соединенные посредством радиолинии управления станции, одна из которых ведущая содержит топопривязчик (ТП) и последовательно соединенные систему управления антенной и автодальномер (СУА и АД), счетно-решающие прибор выдачи целеуказания (СРПВЦУ) и радиолинию управления (РЛУ), причем первый выход топопривязчика подключен к второму входу счетно-решающего прибора выдачи целеуказания, а другая ведомая содержит топопривязчик, датчик наклона и последовательно соединенные радиолинию управления, счетно-решающий прибор целеуказания (СРП ЦУ) и систему управления антенной и автодальномер, причем первый выход топопривязчика и выход датчика наклона подключены к второму и третьему входам счетно-решающего прибора целеуказания соответственно [2]
Недостатком известной системы ЦУ является снижение вероятности целеуказания по сравнению с заданной при наличии в зоне действия системы нескольких целей. Причина указанного недостатка заключается в том, что определение размеров зоны осуществляется в ней, исходя лишь из результирующих максимальных ошибок отработки ЦУ по соответствующим координатам без учета возможного попадания в эту зону нескольких (истинных или ложных) целей, их количества, текущего пространственного положения целей относительно ведущей и ведомой станций, взаимного расположения станций друг относительно друга по дальности и направлению, а также других факторов, влияющих на качество (вероятность) выполнения задачи целеуказания. Заявляемое изобретение направлено на решение задачи повышения вероятности целеуказания при наличии в зоне действия системы нескольких целей. Решение поставленной задачи достигается тем, что в РЛС ЦУ, содержащую две соединенные посредством РЛУ станции, одна из которых ведущая содержит ТП и последовательно соединенные СУА и АД, СРПВЦУ и РЛУ, причем первый выход ТП подключен к второму входу СРПВЦУ, а другая ведомая содержит ТП, датчик наклона и последовательно соединенные РЛУ, СРП ЦУ и СУА и АД, причем первый выход ТП и выход датчика наклона подключены к второму и третьему входам СРП ЦУ соответственно, дополнительно введены на ведущей станции последовательно соединенные блок разности, блок определения базы и направления и блок формирования стробов, причем первый и второй входы блока разности подключены к второму выходу ТП и выходу РЛУ соответственно, второй выход СУА и АД соединен с вторым входом блока формирования стробов, выход которого подключен к второму входу РЛУ; на ведомой станции последовательно соединенные блок преобразования координат, блок разности, блок сравнения и блок управления, причем вход блока преобразования координат подключен к выходу СУА и АД, второй вход блока разности подключен к второму выходу СРП ЦУ, второй вход блока сравнения соединен с вторым выходом РЛУ, а выходы блока управления и ТП подключены к соответствующим выходам РЛУ. На фиг. 1 изображена структурная схема заявляемого объекта, на фиг.2 - единая система координат для решения задачи целеуказания, на фиг.3 рисунок, показывающий возможности повышения вероятности целеуказания при осуществлении изобретения. Конструктивно РЛС ЦУ состоит из ведущей и ведомой станций, содержащих (см. фиг.1) 1 датчик наклона, 2, 7 СУА и АД, 3 СРПВЦУ, 4, 5 РЛУ, 6 - СРП ЦУ, 8, 9 ТП, 10, 11 блоки разности, 12 блок преобразования координат, 13 блок определения базы и направления, 14 блок формирования стробов, 15 блок сравнения, 16 блок управления. Устройство работает следующим образом (см. фиг.1 и 2). На ведущей станции по принятым ею радиолокационным сигналам СУА и АД измеряют сферические координаты k-ой
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096804/2096804-2t.gif)
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096039/946.gif)
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096184/949.gif)
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096804/2096804-3t.gif)
которые посредством РЛУ 4, 5 передаются на ведомую станцию. СРП ЦУ 6 с помощью ТП 9 преобразуют эти координаты к точке стояния ведомой станции: сначала в прямоугольные
x2k=x1k-x2ТП;
y2k=y1k-y2ТП;
h2k=h1k, (2)
а затем в сферические
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096804/2096804-4t.gif)
При необходимости в СРП ЦУ 6 производится учет углов наклона и разориентирования, измеряемых датчиком наклона 1 и ТП 9 (см.[2] с.46.49). СУА 2 и АД 7 отрабатывают полученные данные ЦУ и производят допоиск цели в зоне, размеры которой обеспечивают заданную вероятность целеуказания (обычно ее стремятся сделать близкой к единице). После того, как ведомая станция обнаружит в указанной зоне l-ю цель (
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096804/2096804-5t.gif)
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096804/8802.gif)
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096039/946.gif)
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096184/949.gif)
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096804/2096804-6t.gif)
Эти координаты в блоке разности 11 вычитаются из соответствующих координат целеуказания x2k, y2k, h2k, поступающих из СРП ЦУ 6, образуя разности
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096804/2096804-7t.gif)
которые, в свою очередь, подаются на вход блока сравнения 15. На второй вход блока сравнения с выхода блока формирования 14 через РЛУ 4, 5 подаются стробы, размеры которых по соответствующим координатам
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096080/916.gif)
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096080/916.gif)
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096080/916.gif)
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096804/2096804-8t.gif)
подаются на вход блока определения базы и направления 13. В данном блоке реализуются зависимости
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096804/2096804-9t.gif)
где b12 расстояние (база) между ведущей и ведомой станциями;
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096039/946.gif)
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096804/2096804-10t.gif)
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096804/2096804-11t.gif)
где r21k = R21k
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096001/183.gif)
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096184/949.gif)
r22k = r21k+b212+2r1k
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096001/183.gif)
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096001/183.gif)
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096039/946.gif)
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096039/946.gif)
h22k = h21k = R21k
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096001/183.gif)
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096184/949.gif)
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096804/2096804-12t.gif)
R22k = R21k + b212 + 2R1kb12cos
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096184/949.gif)
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096001/183.gif)
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096039/946.gif)
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096804/2096804-13t.gif)
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096099/963.gif)
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096099/963.gif)
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096039/946.gif)
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096099/963.gif)
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096184/949.gif)
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096099/963.gif)
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096804/2096804-14t.gif)
и по каждому результату сравнения вырабатываются сигналы 1 или 0 (при положительном или отрицательном результате соответственно), поступающие в блок управления 16. В блоке управления 16 по одному из правил "3 из 3" или "2 из 2" (при поступлении всех трех или двух единиц соответственно 3"И" или 2"И") формируется признак отождествления k-ой и l-ой целей k
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096404/8801.gif)
Pцу=Pцуk
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096001/183.gif)
где Pцу вероятность ЦУ;
Pцуk вероятность попадания в зону ЦУ (стробы
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096080/916.gif)
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096080/916.gif)
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096080/916.gif)
(1-Pцуl) вероятность непопадания в зону ЦУ (стробы
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096080/916.gif)
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096080/916.gif)
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096080/916.gif)
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096057/8594.gif)
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096804/2096804-15t.gif)
где NЦНА>NЦА количество целей, попавших в неадаптированные и адаптированные стробы соответственно. Достигаемый при этом выигрыш числено равен отношению вероятностей (1-Pцуl) для новой и известной систем и в геометрической интерпретации выражается отношением объемов неадаптированных и адаптированных стробов ЦУ. В качестве примера на фиг.3 приведены результаты имитационного моделирования РЛС при наличии в зоне ЦУ двух целей и следующих исходных данных, соответствующих типовым радиолокационным станциям и целям:
дальность (R1k), м 50
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096001/183.gif)
азимут (
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096039/946.gif)
высота (h1k),м 3000
расстояние между целями (rkl), м 1500
расстояние между ведущей и ведомой станциями (b12), м 5000
азимут ведомой станции относительно ведущей (
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096039/946.gif)
СКО ошибок измерения дальности (
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096099/963.gif)
СКО ошибок измерения углов (
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096099/963.gif)
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096039/946.gif)
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096099/963.gif)
![радиолокационная система целеуказания, патент № 2096804](/images/patents/376/2096184/949.gif)
СКО ошибок топопривязки станций по координатам (sТП), м 150
Из формул (11) видно, что за счет адаптации количество целей в стробах уменьшается с NЦНА= 2 до NЦА=1, а вероятность целеуказания увеличивается с 0,5 до 1. Применение заявляемой РЛС ЦУ кроме решения основной задачи позволяет осуществлять с помощью ведущей РЛС координатную поддержку ведомой станции, работающей в пассивном режиме или в условиях помех, для обеспечения ее скрытности, помехоустойчивости и живучести; проводить надежную идентификацию (отождествление) координат целей, наблюдаемых несколькими радиолокационными станциями; производить селекцию истинных и ложных (имитированных) целей, воздействующих на систему РЛС.
Класс G01S13/46 косвенное определение данных о местоположении