моноимпульсное радиолокационное устройство сопровождения по направлению
Классы МПК: | G01S13/66 радиолокационные следящие системы; аналогичные системы |
Автор(ы): | Дрогалин Валерий Васильевич (RU), Матюшин Анатолий Сергеевич (RU), Меркулов Владимир Иванович (RU), Полилов Алексей Николаевич (RU), Рогов Алексей Вячеславович (RU), Самарин Олег Федорович (RU) |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон - Научно-исследовательский институт радиостроения" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2004-10-20 публикация патента:
10.04.2006 |
Моноимпульсное радиолокационное устройство сопровождения по направлению, содержащее антенну, датчики углового положения антенны, приемное устройство и вычислители, в которых реализованы задачи пересчета систем координат, фильтрации и формирования управляющих сигналов для управления антенной. Достигаемым техническим результатом является высокая точность и устойчивость сопровождения любых современных высокоманевренных РКО в условиях маневрирования как сопровождаемого РКО, так и носителя угломера. Высокая точность сопровождения объясняется тем, что оцененные значения пеленгов РКО формируются не в антенной, а в связанной с носителем системе координат. Это обеспечивает фильтрацию ошибок измерений положения носителя и платформы, на которой установлена антенна, что обеспечит, в конечном счете, лучшую стабилизацию антенны в пространстве. Высокая устойчивость сопровождения маневрирующих РКО обеспечивается использованием сигнала управления антенной, в которых учитываются ошибки сопровождения по углу, а также угловые скорости вращения как платформы, так и носителя. Использование изобретения позволит реализовать устойчивое сопровождение любых современных РКО по направлению и обеспечить формирование оценок их пеленгов и скоростей их изменения с высокой точностью в любых условиях применения. 2 ил.


Формула изобретения
Моноимпульсное радиолокационное устройство сопровождения по направлению, содержащее антенну, механически соединенную с приводом антенны в горизонтальной плоскости и приводом антенны в вертикальной плоскости, на которых закреплены два датчика углового положения антенны (ДУПА) - один для измерения угла отклонения антенны от строительной оси платформы, на которой закреплена антенна, в горизонтальной плоскости (ДУПАгп), другой - для измерения угла отклонения антенны в вертикальной плоскости (ДУПАвп), приемное устройство (ПРМУ), первый вход которого соединен с первым выходом антенны, на котором формируют сигнал ошибки пеленгации в горизонтальной плоскости, а второй вход ПРМУ соединен с вторым выходом антенны, на котором формируют сигнал ошибки пеленгации в вертикальной плоскости, отличающееся тем, что дополнительно введены первый вычислитель, первый вход которого соединен с первым выходом ПРМУ (на этом выходе ПРМУ формируется усиленный и отфильтрованный от шумов сигнал ошибки пеленгации в горизонтальной плоскости), а второй вход первого вычислителя соединен с выходом ДУПАвп, первый сумматор, первый вход которого соединен с выходом ДУПАгп, а второй вход - с выходом первого вычислителя, второй сумматор, первый вход которого соединен с вторым выходом ПРМУ (на этом выходе ПРМУ формируется сигнал ошибки пеленгации в вертикальной плоскости), а второй вход - с выходом ДУПАвп, второй вычислитель, первый вход которого соединен с выходом первого сумматора, второй вход - с выходом второго сумматора, третий вход - с первым выходом введенного датчика углового положения платформы (ДУПП), на которой установлена антенна, третий вычислитель, первый вход которого соединен с выходом ДУПАгп, второй вход - с выходом ДУПАвп, третий вход - с первым выходом ДУПП, четвертый вход - с вторым выходом ДУПП, пятый и шестой входы - соответственно с первым и вторым выходами введенного датчика курса, седьмой и восьмой входы - соответственно с первым и вторым выходами введенного датчика тангажа, девятый и десятый входы - соответственно с первым и вторым выходами введенного датчика крена, четвертый вычислитель, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом второго вычислителя и первым выходом третьего вычислителя, пятый вычислитель, вход которого соединен с выходом четвертого вычислителя, шестой вычислитель, вход которого соединен с выходом пятого вычислителя, а первый выход - с потребителями информации, седьмой вычислитель, вход которого соединен с вторым выходом шестого вычислителя, восьмой вычислитель, первый вход которого соединен с выходом седьмого вычислителя, а второй вход - с вторым выходом третьего вычислителя, девятый вычислитель, первый вход которого соединен с выходом восьмого вычислителя, а второй вход - с первым выходом ДУПП, десятый вычислитель, первый вход которого соединен с выходом ДУПАгп, второй вход - с выходом ДУПАвп, третий - с выходом девятого вычислителя, четвертый вход - с третьим выходом третьего вычислителя, первый выход - с входом привода антенны в горизонтальной плоскости, второй выход - с входом привода антенны в вертикальной плоскости, запоминающее устройство соединено с третьим, шестым и десятым вычислителями по линиям приемопередачи данных и управления, ЗУ также имеет вход для записи данных от внешнего источника.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в радиолокационных системах (РЛС), устанавливаемых на подвижных носителях (летательных аппаратах, наземных или морских подвижных механизмах) и предназначенных для измерения угловых координат радиоконтрастных объектов (РКО) и угловых скоростей их линии визирования.
Известны: оптимальное радиолокационное угломерное устройство [Максимов М.В., Меркулов В.И. Радиоэлектронные следящие системы. - М.: Радио и связь, 1990, стр.201-207]; угломер радиолокационной головки самонаведения [Меркулов В.И., Лепин В.Н. Авиационные системы радиоуправления. - М.: Радио и связь, 1997, стр.275-280]; двухдиапазонный следящий измеритель [Патент РФ №2181899]; угломер бортовой радиолокационной станции [Антипов В.Н., Исаев С.А., Лавров А.А., Меркулов В.И. Многофункциональные радиолокационные комплексы истребителей. - М.: Воениздат, 1994, стр.106-117].
К недостаткам первого, второго и четвертого из перечисленных устройств можно отнести либо низкую точность фильтрации при их использовании в широкодиапазонных РЛС при нестационарных шумах измерений, либо низкую точность и устойчивость при сопровождении высокоманевренных РКО, что присуще второму и третьему из перечисленных устройств.
Известны также способы и устройства сопровождения РКО по направлению и оценивания их пеленгов моноимпульсными РЛС [Меркулов В.И., Лепин В.Н. Авиационные системы радиоуправления. ч.1, ч.2. - М.: Радио и связь, 1997, стр.261-298]; [Максимов М.В., Горгонов Г.И. Радиоэлектронные системы самонаведения. - М.: Радио и связь, стр.216-224]; моноимпульсное устройство сопровождения РКО по направлению [Патент США №5014064, кл. G 01 S 13/00 или 342-152, 07.05.1991].
Основным недостатком указанных устройств является сильное влияние друг на друга горизонтального и вертикального каналов пеленгации, что приводит к значительным ошибкам пеленгации.
Из известных технических решений наиболее близким (прототипом) является моноимпульсное устройство сопровождения по направлению (Monopulse tracking apparatus) [Патент США №5014064, кл. G 01 S 13/00 или 342-152, 07.05.1991]. Это устройство, представляющее собой следящую систему с астатизмом второго порядка, обеспечивает прием отраженных от РКО сигналов, формирование по ним ошибок пеленгации РКО в горизонтальной и вертикальной плоскостях, оценивание значений углов пеленга РКО, выдаваемых потребителям информации, и формирование сигналов управления антенной. Оно содержит передатчик, антенну, механически соединенную с приводом антенны в горизонтальной плоскости и приводом антенны в вертикальной плоскости, на которых закреплены датчики углового положения антенны соответственно в горизонтальной и вертикальной плоскостях; приемное устройство; спецвычислитель.
Главный недостаток прототипа связан с тем, что в нем оценивание значений углов пеленга осуществляется в антенной системе координат, в то время как большинство других устройств носителя (например, навигационное устройство), а также потребители информации работают в земной неподвижной системе координат. Это влечет за собой внесение достаточно больших ошибок, доходящих до нескольких градусов, при пересчете оцененных значений углов пеленга в координаты РКО в земной системе координат. Кроме этого, недостатком прототипа является низкая точность и устойчивость сопровождения РКО в случае маневров РКО или носителя, связанная с тем, что прототип имеет астатизм второго порядка, а в таких системах любой маневр с переменным ускорением приводит к появлению нарастающих ошибок сопровождения и, как следствие, к срыву слежения [Канащенков А.И., Меркулов В.И., Самарин О.Ф. Облик перспективных бортовых радиолокационных систем. Возможности и ограничения. - М.: ИПРЖР, 2002, стр.23].
Таким образом, задачей изобретения является повышение точности и устойчивости работы моноимпульсного радиолокационного устройства сопровождения по направлению.
Поставленная задача достигается тем, что в моноимпульсное радиолокационное устройство сопровождения по направлению, содержащее антенну, механически соединенную с приводом антенны в горизонтальной плоскости и приводом антенны в вертикальной плоскости, на которых закреплены два датчика углового положения антенны (ДУЛА) - один для измерения угла отклонения антенны от строительной оси платформы, на которой закреплена антенна, в горизонтальной плоскости (ДУПАгп), другой - для измерения угла отклонения антенны в вертикальной плоскости (ДУПАвп);
приемное устройство (ПРМУ), первый вход которого соединен с первым выходом антенны, на котором формируют сигнал ошибки пеленгации в горизонтальной плоскости, а второй вход ПРМУ соединен с вторым выходом антенны, на котором формируют сигнал ошибки пеленгации в вертикальной плоскости;
дополнительно введены:
первый вычислитель, первый вход которого соединен с первым выходом ПРМУ (на этом выходе ПРМУ формируется усиленный и отфильтрованный от шумов сигнал ошибки пеленгации в горизонтальной плоскости), а второй вход первого вычислителя соединен с выходом ДУПАвп;
первый сумматор, первый вход которого соединен с выходом ДУПАгп, а второй вход - с выходом первого вычислителя;
второй сумматор, первый вход которого соединен с вторым выходом ПРМУ (на этом выходе ПРМУ формируется усиленный, отфильтрованный от шумов и преобразованный в цифровую форму сигнал ошибки пеленгации в вертикальной плоскости), а второй вход - с выходом ДУПАвп;
второй вычислитель, первый вход которого соединен с выходом первого сумматора, второй вход - с выходом второго сумматора, третий вход - с первым выходом введенного датчика углового положения платформы (ДУПЛ), на которой установлена антенна;
третий вычислитель, первый вход которого соединен с выходом ДУПАгп, второй вход - с выходом ДУПАвп, третий вход - с первым выходом ДУПЛ, четвертый вход - с вторым выходом ДУПЛ, пятый и шестой входы - соответственно с первым и вторым выходами введенного датчика курса, седьмой и восьмой входы - соответственно с первым и вторым выходами введенного датчика тангажа, девятый и десятый входы - соответственно с первым и вторым выходами введенного датчика крена;
четвертый вычислитель, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом второго вычислителя и первым выходом третьего вычислителя;
пятый вычислитель, вход которого соединен с выходом четвертого вычислителя;
шестой вычислитель, вход которого соединен с выходом пятого вычислителя, а первый выход с потребителями информации;
седьмой вычислитель, вход которого соединен с вторым выходом шестого вычислителя;
восьмой вычислитель, первый вход которого соединен с выходом седьмого вычислителя, а второй вход - с вторым выходом третьего вычислителя;
девятый вычислитель, первый вход которого соединен с выходом восьмого вычислителя, а второй вход - с первым выходом ДУПЛ;
десятый вычислитель, первый вход которого соединен с выходом ДУПАгп, второй вход - с выходом ДУПАвп, третий - с выходом девятого вычислителя, четвертый вход - с третьим выходом третьего вычислителя, первый выход - с входом привода антенны в горизонтальной плоскости, второй выход - с входом привода антенны в вертикальной плоскости;
запоминающее устройство (ЗУ) соединено с третьим, шестым и десятым вычислителями по линиям приемо-передачи данных и управления; ЗУ также имеет вход для записи данных от внешнего источника.
На фиг.1 изображена структурная схема заявленного моноимпульсного радиолокационного устройства сопровождения по направлению, где 1 - привод антенны в горизонтальной плоскости; 2 - датчик углового положения антенны горизонтальной плоскости (ДУПАгп); 3 - первый сумматор; 4 - датчик углового положения платформы (ДУПП); 5 - датчик курса; 6 - датчик тангажа; 7 - датчик крена; 8 - антенна; 9 - приемное устройство (ПРМУ); 10 - первый вычислитель; 11 - второй вычислитель; 12 - третий вычислитель; 13 - привод антенны в вертикальной плоскости; 14 - датчик углового положения антенны вертикальной плоскости (ДУПАвп); 15 - второй сумматор; 16 - четвертый вычислитель; 17 - пятый вычислитель; 18 - запоминающее устройство (ЗУ); 19 - шестой вычислитель; 20 - седьмой вычислитель; 21 - восьмой вычислитель; 22 - девятый вычислитель; 23 - десятый вычислитель; РКО - условно отображен радиоконтрастный объект.
На фиг.2 схематично отображены используемые в заявленном устройстве системы координат. На фигуре обозначено:
носитель - любой подвижный механизм (например: машина, корабль), с центром масс в точке Он ;
платформа - любой механизм, закрепленный на носителе в точке Оп и имеющий одну степень свободы - вращение вокруг оси ОпYп;
антенна - типовая антенна современной радиолокационной станции с центром в точке Оа;
ОнХнYнZ н - земная, связанная с носителем, система координат, ось ОнХн которой направлена вдоль строительной оси носителя, ось ОнYн - местная вертикаль; ось ОнZн - образует левую систему координат;
OпXпYпZп - связанная с платформой система координат, ось ОпХ п которой направлена вдоль строительной оси платформы, ось OпYп - вертикаль к плоскости носителя из точки крепления платформы к носителю; ось OпZ п - образует левую систему координат;
линия О а-РСН - линия, соединяющая точки Оа и РСН, перпендикулярна зеркалу антенны; определяет равносигнальное направление (РСН) антенны;
линия Оа-РКО - линия, соединяющая точки Оа и РКО, определяет положение РКО.
Функционально моноимпульсное радиолокационное устройство сопровождения по направлению состоит из:
- моноимпульсной антенны 8, перемещаемой в пространстве приводом антенны в горизонтальной плоскости 1 и приводом антенны в вертикальной плоскости 13, и формирующей два разностных сигнала ошибок пеленгации: xzп и
y(xz)п - соответственно в горизонтальной и вертикальной плоскостях;
- двухканального приемного устройства (ПРМУ) 9, обеспечивающего усиление, фильтрацию от шумов и преобразование в цифровую форму разностных сигналов ошибок пеленгации в обеих плоскостях;
- первого 2 и второго 14 датчиков углового положения антенны, первого 3 и второго 15 сумматоров, первого вычислителя 10, обеспечивающих формирование пеленгов РКО в связанной с платформой системе координат OпXпY пZп;
- датчика углового положения платформы 4, датчика курса 5, датчика тангажа 6, датчика крена 7, второго 11, третьего 12, четвертого 16 и пятого 17 вычислителей, обеспечивающих формирование пеленгов РКО в связанной с носителем системе координат ОнХнYнZн;
- шестого вычислителя 19, обеспечивающего оценивание пеленгов РКО и угловых скоростей линии визирования РКО в двух плоскостях в связанной с носителем системе координат ОнХн YнZн;
- третьего 12, седьмого 20, восьмого 21 и девятого 22 вычислителей, обеспечивающих оценивание координат РКО в связанной с платформой системе координат O пXпYпZп;
- десятого вычислителя 23, обеспечивающего формирование сигналов управления антенной в двух плоскостях;
- запоминающее устройство 18, обеспечивающее хранение констант, начальных и промежуточных данных.
В качестве приводов антенны в горизонтальной 1 и вертикальной плоскостях 13 используются типовые приводы, применяемые в современных РЛС.
В качестве датчиков углового положения антенны (2, 14), датчика углового положения платформы 4, датчиков курса 5, тангажа 6 и крена 7 используются типовые датчики, применяемые в современных РЛС и навигационных системах.
В качестве антенны 8 используется моноимпульсная типовая антенна, применяемая в современных РЛС.
В качестве ПРМУ 9 используется типовое приемное устройство современной РЛС.
В качестве первого 3 и второго 15 сумматоров, и всех, с первого по десятый, вычислителей используются типовые вычислители, применяемые в настоящее время в РЛС.
В качестве ЗУ 18 используется типовое ЗУ, обеспечивающее ввод, запоминание и вывод данных.
Заявленное устройство работает следующим образом.
До начала его эксплуатации в ЗУ 18 вводят и запоминают:
- значения констант г,
г,
в,
в, Кг1, Кг2, Кг3, Кв1 Кв2, Кв3, первые четыре из которых являются весовыми коэффициентами в фильтрах оценивания параметров РКО, а остальные - весовыми коэффициентами, определяющими вклад ошибок пеленгации, угловых скоростей линии визирования РКО и угловых скоростей вращения платформы в соответствующих плоскостях. Величины первых четырех констант назначают из условия обеспечения устойчивости функционирования
-
-фильтра. Величины последних шести констант назначают исходя из результатов моделирования процесса управления конкретной антенной конкретными приводами;
- значение временного интервала t между (k-1)-м и k-м моментами времени.
После включения моноимпульсного радиолокационного устройства сопровождения по направлению от внешних устройств в ЗУ 18 вводят:
- оцененные на момент времени k-1 в системе координат ОнY нХнZн значения пеленгов PKO в горизонтальной и
вертикальной плоскостях соответственно и угловых скоростей линии визирования PKO
,
в этих же плоскостях;
- экстраполированные на k-й момент времени значения пеленгов ркогнэ(k) PKO в горизонтальной и
рковнэ(k) вертикальной плоскостях соответственно упомянутой системы координат;
- значения на момент времени k-1 угловых скоростей пх(k-1),
пв(k-1) и
пz(k-1) вращения платформы соответственно относительно осей Хп, Yп и Zп системы координат OпXпYпZп;
- значения на момент времени k-1 угловых скоростей пг(k-1),
пв(k-1) вращения платформы соответственно в горизонтальной и вертикальной плоскостях системы координат ОнХ нYнZн.
После того как передающее устройство (в состав заявленного устройства не входит; отсутствие передающего устройства в составе заявленного устройства связано с тем, что оно может работать пассивным способом, принимая радиосигналы от источника радиоизлучения) излучит радиосигналы, антенна 8 принимает отраженные от PKO радиосигналы, при этом на разностных выходах суммарно-разностного моста она формирует два сигнала ошибок пеленгации: xzп - для горизонтальной плоскости и
y(xz)п - для вертикальной плоскости.
Значение сигнала ошибки пеленгации xzп пропорционально углу между проекциями на плоскость XпZп равносигнального направления (РСН) антенны и линии Оа-РКО (см. фиг.2), где Хп , Zп - оси системы координат OпXп YпZп. Значение сигнала ошибки пеленгации
y(xz)п пропорционально углу между проекциями на вертикальную плоскость системы координат OпXпYп Zп равносигнального направления антенны и линии Оа-РКО. Упомянутые сигналы ошибок пеленгации
xzп и
y(xz)п соответственно с первого и второго выходов антенны 8 поступают на первый и второй входы ПРМУ 9, которое их усиливает, фильтрует от шумов и преобразует в цифровую форму.
С первого выхода ПРМУ 9 значение ошибки пеленгации xzп поступает на первый вход первого вычислителя 10. С второго выхода ПРМУ 9 значение ошибки пеленгации
y(xz)п поступает на первый вход второго сумматора 15.
ДУПАгп 2 измеряет значение углового положения антенны axzп в плоскости XпZп упомянутой системы координат, которое с его выхода поступает на первый вход первого сумматора 3, на первый вход третьего вычислителя 12 и на первый вход десятого вычислителя 23.
ДУПАвп 14 измеряет значение углового положения антенны ay(xz)п в плоскости, проходящей через ось Yп и проекцию РСН на плоскость XпZп. Измеренное значение углового положения антенны
ay(xz)п с выхода ДУПАвп 14 поступает на второй вход первого вычислителя 10, на второй вход второго сумматора 15, на второй вход третьего вычислителя 12, на второй вход третьего вычислителя 12 и на второй вход десятого вычислителя 23.
Второй сумматор 15 суммирует значения углового положения антенны ay(xz)п и значение ошибки пеленгации
y(xz)п, формируя этим значение пеленга
рковп РКО в вертикальной плоскости упомянутой системы координат, которое с его выхода поступает на второй вход второго вычислителя 11.
Первый вычислитель 10 по формуле
вычисляет значение ошибки пеленгации в плоскости XпZп, с учетом наклона антенны в вертикальной плоскости упомянутой системы координат. С выхода первого вычислителя 10 полученный сигнал ошибки пеленгации
поступает на второй вход первого сумматора 3, который его суммирует со значением углового положения антенны
axzп, формируя этим значение пеленга
pkoxzп PKO в плоскости XпZп упомянутой системы координат, которое с его выхода поступает на первый вход второго вычислителя 11.
ДУПП 4 измеряет значение угла положения платформы пг - угла между строительной осью платформы и строительной осью носителя в горизонтальной плоскости системы координат O нXнYнZн и скорость вращения платформы
пг в этой же плоскости. Измеренное значение углового положения платформы
пг с первого выхода ДУПП 4 поступает на третий вход второго вычислителя 11, на третий вход третьего вычислителя 12 и на второй вход девятого вычислителя 22. Измеренное значение скорости вращения платформы
пг с второго выхода ДУПП 4 поступает на четвертый вход третьего вычислителя 12.
Второй вычислитель 11 по формулам
формирует вектор поворота П, который с выхода второго вычислителя 11 поступает на первый вход четвертого вычислителя 16.
Датчик курса 5 измеряет значения угла курса носителя и скорости
его изменения, которые с его, соответственно, первого и второго выходов поступают на пятый и шестой входы третьего вычислителя 12.
Датчик тангажа 6 измеряет значения угла тангажа носителя и скорости
его изменения, которые с его, соответственно, первого и второго выходов поступают на седьмой и восьмой входы третьего вычислителя 12.
Датчик крена 7 измеряет значения угла крена носителя и скорости
его изменения, которые с его, соответственно, первого и второго выходов поступают на девятый и десятый входы третьего вычислителя 12.
Третий вычислитель 12 по формулам
формирует три матрицы поворотов Мх, My , Mz и три матрицы обратных поворотов М xo, Myo, Mzo, где - угла крена носителя,
- угол тангажа носителя,
- угол курса носителя.
Вектор поворота П и матрицы поворотов Мх, My, Mz определяют однозначную связь антенной системы координат и земной, связанной с носителем, системой координат ОнХнYнZ н. Матрицы обратных поворотов Мхо, Myo , Mzo совместно с приведенными ниже вектором обратного поворота По и вектором угловой скорости линии визирования П , определяют однозначную обратную связь между упомянутыми системами координат.
Третий вычислитель 12 затем считывает из ЗУ 18 значения угловых скоростей вращения платформы пх(k-1),
пу(k-1),
пz(k-1),
пг(k-1),
пв(k-1), используя которые для текущего k-го такта измерений вычисляет оцененные значения угловых скоростей вращения платформы вокруг осей
,
,
системы координат ОнХнYнZ н:
по которым вычисляет оцененные значения угловых скоростей вращения платформы в горизонтальной и вертикальной
плоскостях:
оцененные значения угловых скоростей ,
,
,
и
третий вычислитель 12 записывает в ЗУ 18 для использования их в следующем k-ом такте измерений в виде значений, соответственно,
пх(k-1),
пу(k-1),
пz(k-1),
пг(k-1) и
пв(k-1).
С первого выхода третьего вычислителя 12 матрицы поворотов Мх, MУ, Mz поступают на второй вход четвертого вычислителя 16. С второго выхода третьего вычислителя 12 матрицы обратных поворотов М xo, Myo, Mzo поступают на второй вход восьмого вычислителя 21. С третьего выхода третьего вычислителя 12 оцененные значения угловых скоростей вращения платформы в горизонтальной и вертикальной
плоскостях поступают на четвертый вход десятого вычислителя 23.
Четвертый вычислитель 16 по формуле
вычисляет координаты РКО в системе координат Он ХнYнZн, где Хркон , Yркон, Zркон - значения координат РКО соответственно по осям Хн, Yн и Zн . Значения координат Хркон, Yркон , Zркон РКО с выхода четвертого вычислителя 16 поступают на вход пятого вычислителя 17, который по формулам
ркогн(k)=arctg(yркон/хркон);
рковн(k)=arcsin(zркон)
вычисляет значение пеленгов РКО в горизонтальной рког вертикальной
рков плоскостях в системе координат ОнХ нУнZн, которые с выхода пятого вычислителя 17 поступают на вход шестого вычислителя 19.
Шестой вычислитель 19 считывает из ЗУ 18 оцененные значения пеленгов РКО в горизонтальной и вертикальной
плоскостях и угловых скоростей линии визирования РКО
,
в этих же плоскостях, экстраполированные значения пеленгов РКО в горизонтальной
ркогн(k) и вертикальной
рковн(k) плоскостях, значения констант
г,
г,
в,
в, значение временного интервала
t, используя которые, он для текущего k-го такта измерений вычисляет оцененные значения пеленгов РКО в горизонтальной
и вертикальной
плоскостях, оцененные значения угловых скоростей линии визирования РКО в горизонтальной
и вертикальной
плоскостях и экстраполированные на следующий (k+1)-й такт измерений значения пеленгов РКО в горизонтальной
ркогнэ(k+1) и вертикальной
рковнэ(k+1) плоскостях по формулам:
Затем шестой вычислитель 19 записывает в ЗУ 18 экстраполированные значения пеленгов ркогнэ,
рковнэ РКО и оцененные значения и угловых скоростей
,
линии визирования РКО, который их запоминает до следующего такта измерений.
С первого выхода шестого вычислителя 19 оцененные значения пеленгов ,
РКО, экстраполированные значения пеленгов
ркогнэ,
рковнэ РКО и угловых скоростей линии визирования
,
РКО поступают потребителям информации.
С второго выхода шестого вычислителя 19 оцененные значения пеленгов ,
РКО и угловых скоростей линии визирования
,
РКО поступают на вход седьмого вычислителя 20, который по формулам
формирует вектор обратного поворота Пo и вектор угловой скорости линии визирования П , которые с выхода седьмого вычислителя 20 поступают на вход восьмого вычислителя 21.
Восьмой вычислитель 21 по формулам
вычисляет положение РКО в системе координат Oн XнYнZн, где Хркоп Yркоп Zркоп - значения координат РКО соответственно по осям Хп, Yп и Zп, и составляющие хркоп,
уркоп,
zркоп угловой скорости линии визирования РКО в этой системе координат.
Вычисленные значения координат РКО Х ркоп, Yркоп, Zркоп и составляющие хркоп,
уркоп,
ркоп угловой скорости линии визирования РКО с выхода восьмого вычислителя 21 поступают на первый вход девятого вычислителя 22, который по формулам
вычисляет оцененные значения пеленгов и
РКО соответственно в плоскости XпZп и вертикальной плоскости системы координат OнXн YнZн, а также оцененные значения угловых скоростей
и
линии визирования РКО в упомянутых плоскостях. Оцененные значения пеленгов
и
РКО и угловых скоростей
и
линии визирования РКО с выхода девятого вычислителя 22 поступают на третий вход десятого вычислителя 23.
Десятый вычислитель 23 из ЗУ 18 считывает значения констант кг1, к г2, кг3, кв1, кв2, к в3, используя которые, по формулам
вычисляет значения управляющих сигналов xz и
y(xz) для приводов антенны соответственно в горизонтальной и вертикальной плоскости системы координат OпX пYпZп.
С первого выгода десятого вычислителя 23 управляющий сигнал xz поступает на вход привода антенны в горизонтальной плоскости 1. С второго выгода десятого вычислителя 23 управляющий сигнал
y(XZ) поступает на вход привода антенны в вертикальной плоскости 13. Приводы антенны в соответствии с этими управляющими сигналами осуществляют поворот антенны в направлении РКО на данном такте измерений.
После этого описанный выше процесс сопровождения РКО повторяют.
Заявленное устройство обладает, по сравнению с прототипом, более высокой точностью и устойчивостью сопровождения любых современных высокоманевренных РКО в условиях маневрирования как сопровождаемого РКО, так и носителя угломера.
Высокая точность сопровождения объясняется тем, что оцененные значения пеленгов РКО формируются не в антенной, а в связанной с носителем системе координат. Это обеспечивает фильтрацию ошибок измерений положения носителя и платформы, на которой установлена антенна, что обеспечит, в конечном счете, лучшую стабилизацию антенны в пространстве.
Высокая устойчивость сопровождения маневрирующих РКО обеспечивается использованием сигнала управления антенной, в которых учитываются ошибки сопровождения по углу, а также угловые скорости вращения как платформы, так и носителя.
Использование изобретения позволит реализовать устойчивое сопровождение любых современных РКО по направлению и обеспечить формирование оценок их пеленгов и скоростей их изменения с высокой точностью в любых условиях применения.
Реализация заявленного устройства не предъявляет дополнительных требований к используемым датчикам, антенне, приемнику, а также к принципам построения вычислителей, их быстродействию и объему памяти их ЗУ.
Класс G01S13/66 радиолокационные следящие системы; аналогичные системы