Научная статья на тему 'Методика оценки эффективности автоматизированных радиолокационных систем контроля в зоне ответственности'

Методика оценки эффективности автоматизированных радиолокационных систем контроля в зоне ответственности Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
802
144
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ РАДИОЛОКАЦИОННАЯ СТАНЦИЯ / ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ / ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ / AUTOMATED RADAR / EFFICIENCY ESTIMATION / FUNCTIONAL CHARACTERISTICS

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Акиншин Руслан Николаевич, Ушаков Вадим Анатольевич, Морозов Дмитрий Вячеславович

Рассмотрены показатели и обобщенный критерий эффективности оценки автоматизированной радиолокационной станции (АРЛС). Приведена методика оценки функциональных характеристик АРЛС.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Акиншин Руслан Николаевич, Ушаков Вадим Анатольевич, Морозов Дмитрий Вячеславович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

METHOD OF EVALUATING THE EFFECTIVENESS OF AUTOMATED RADAR SYSTEMS OF CONTROL IN THE AREA OF RESPONSIBILITY

Considered indicators of the efficiency criterion and the generalized evaluation of automated radar. A method for assessing the functional characteristics of automated radar.

Текст научной работы на тему «Методика оценки эффективности автоматизированных радиолокационных систем контроля в зоне ответственности»

УДК 629.7.08:621.317:623.618

МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИСТЕМ КОНТРОЛЯ В ЗОНЕ ОТВЕТСТВЕННОСТИ

Р.Н. АКИНШИН, В.А. УШАКОВ, Д.А. МОРОЗОВ

Рассмотрены показатели и обобщенный критерий эффективности оценки автоматизированной радиолокационной станции (АРЛС). Приведена методика оценки функциональных характеристик АРЛС.

Ключевые слова: автоматизированная радиолокационная станция, оценка эффективности, функциональные характеристики.

Постановка основной задачи автоматизированной радиолокационной станции в общем виде достаточно проста, если на ее решение не накладывать никаких ограничений. АРЛС в целом

должны обнаруживать цели всех типов с заданной вероятностью Рпо и доводить информацию о цели до центрального пункта управления (ЦПУ) с заданной степенью достоверности передачи Рдп . В этом случае выполнение задачи можно было бы характеризовать вероятностью наступления двух независимых событий Р = РпоРдп . Основными вероятностными показателями, характеризующими данные процессы, являются вероятности правильного обнаружения Рпо,

ложных тревог Рлт и распознавания типа цели Рр.

Для системы, состоящей из нескольких звеньев в целом, в отличие от одиночного звена, необходимо учитывать, насколько рационально размещены источники информации вдоль зоны ответственности системы и качество системных алгоритмов многозвенной АРЛС.

Постановку задачи можно сформулировать следующим образом: определить

Р = тах РпоРдп £ 1 с учетом вводимых ограничений. Исходя из требований стандартов РФ по надежности для ремонтопригодных, восстанавливаемых радиоэлектронных средств, к которым относятся автоматизированные системы сбора и обработки информации (АССОИ), могут

быть выбраны общепринятые показатели: средний ресурс Трс, средняя наработка на отказ Тос и

время восстановления Твс (или вместо двух последних - коэффициент готовности Кгс). Для оценки точности необходимо выбрать показатели, которые являются первичными для рассматриваемой системы измерения координат. Такими первичными показателями являются ошибки

определения дальности до цели АО и азимута на цель Аа. рлс и оптико-электронные средства наблюдения (ОЭСН) с активным подсветом в первую очередь измеряют дальность до цели

О и азимут а.

Показатели зоны ответственности

Эта группа показателей, в отличие от других, характеризует не только технические средства системы, но и позиции, на которых они размещены. Кроме того, эти показатели являются комплексными, так как включают в себя следующие характеристики:

- для позиции: дальность прямой радиолокационной видимости Орлс; сектор обзора в горизонтальной плоскости агор ; высота антенны РЛС над уровнем моря Нант; взаимное расположение нескольких источников информации;

- для технического средства наблюдения системы: дальность обнаружения цели Ообн при заданных значениях Рпо и Рлт; дальность «мертвой» зоны Омз; размер диаграммы направленности (ДН) антенны (для РЛС) или поля зрения (для ОЭСН) в вертикальной плоскости Ьверт; размер ДН антенны (для РЛС) или поля зрения (для ОЭСН) в горизонтальной плоскости Ьгор, сектор обзора РЛС в горизонтальной плоскости Угор .

Эти характеристики можно представить в обобщенном виде двумя показателями: 8отз -площадь зоны ответственности звена и системы в целом; Sот и Кз - коэффициент затенения.

Площадь 8от определяется выражением Sот = Ботв /(1 + Кпер ) . Площадь зоны ответственности звена АС определяется как

р( А,™ )2 Г.оР

360

За частный показатель эффективности системы может быть принята ее стоимость Сс , а для звена - стоимость Сзв.

Учет ограничений может быть выполнен в виде определения степени влияния частных по-

*

казателей эффективности на обобщенный критерий, основой которого является величина Р . Введем понятие обобщенных критериев эффективности для звена АРЛС К^л и системы в це-

К Рл

лом К эс , характеризующих вероятность выполнения основной задачи звеном или системой

соответственно, с учетом влияния всех выбранных частных показателей. Критерии КЭрл и крэлс являются функциями многих переменных

кр = /(Рпо; Рдп; Рлт; s„„„; К; ка; ао; Аа го т ; к,; Сзв; К,; р„„ ), 0>

кр = /(Рпо; Рдп; Рлт; Sau; Кж; К„; АД АОт» ;Трс; К!С ;Сс; К; Р„р). (2)

Их влияние на значение функции носит различный характер, причем сами переменные являются функциями других аргументов и зависят от внешних условий (помеховой обстановки, размещения элементов системы на позициях), тактико-технических характеристик аппаратных средств АС и даже от действий операторов, выполняющих неавтоматизированные функции АРЛС.

Эффективность системы в целом зависит от множества характеристик и внешних факторов, отражающих условия ее применения.

Чтобы дать количественную оценку показателям качества системы, прибегают к статистическим оценкам. В качестве таких оценок можно принять усредненные по элементам АРЛС и возможным условиям работы показатели.

Результаты оценки эффективности могут иметь разное предназначение:

- оценка для выбора готовой системы, в этом случае целью исследований является получение ответа на вопрос о целесообразности ее закупки (развертывания);

- оценка для проектирования системы, в этом случае исследуется целесообразность предполагаемых затрат на проведение НИОКР;

- оценка для контроля эффективности системы в ходе ее эксплуатации и выработки предложений по оптимизации способов ее использования и модернизации.

Рассмотрим частные показатели и обобщенный критерий эффективности на основе формулировки основной задачи АРЛС (1)-(2).

Исходя из основной задачи (1)-(2), при оценке эффективности АРЛС будем учитывать ряд частных показателей ее качества. К ним относятся: вероятностные показатели обнаружения целей и передачи информации; показатели надежности; показатели точности определения местоположения цели; показатели зоны ответственности системы; стоимостные показатели; показатели качества системных алгоритмов; тактические показатели.

Идеальным решением основной задачи АРЛС (решением задачи по предназначению с максимальной эффективностью) является случай, когда при плотности Ыо целей, находящихся в зоне ответственности АССОИ, площадью 5о в течение заданного времени Тз, все цели обнаруживаются с вероятностью, равной единице. Из-за неидеальности характеристик АРЛС и влияния на нее внешних факторов, количество обнаруженных целей в системе Ыобн < Ыо5о:

- часть целей не обнаруживается из-за конечности характеристик обнаружителей РЛС (цели с малыми эффективными площадями рассеяния, цели, скрытые помехами - сигналами «ложных тревог» и т.п.);

- часть целей не обнаруживается, так как площадь зоны радиолокационного наблюдения (ответственности) АРЛС 5от меньше зоны ответственности подразделения 5о (5от < 5о из-за наличия «мертвых» зон АРЛС, нерационального размещения источников информации и т.п.);

- часть целей обнаруживается не все время Тз (срывы режимов автосопровождения, неисправность элементов АРЛС и т.п.);

- часть целей обнаруживается источником информации, но не доводится до ЦПУ системы из-за неидеальности каналов передачи информации;

- часть целей обнаруживается источниками, доводится до ЦПУ, но теряется в нем при обработке радиолокационной информации из-за несовершенства алгоритмов обработки и ошибок определения координат и параметров движения цели.

Отметим, что реализация системных алгоритмов на ЦПУ может снизить количество пропущенных целей за счет снижения вероятности пропуска Рпц.

Вероятностных показателей радиолокационного обнаружения, как известно, четыре: вероятность правильного обнаружения Рпо, вероятность правильного необнаружения Рпн, вероятность ложной тревоги Рлт и вероятность пропуска цели Рпц. События, характеризуемые данными вероятностями, попарно составляют полную группу, т.е.

Р + Р = 1' Р + Р = 1

Рпо Рпц Рлт Рпн

Рассмотрим зависимость (1). Выделим из частных показателей системы 3 группы. К первой из них относятся Рпо и Рдп, которыми можно характеризовать эффективность звена, если не рассматривается влияние других показателей. В этом случае критерий эффективности звена системы Крл определится по формуле

кр = р„р,„ . (3)

Вторую группу составляют показатели: Т„К;Рт,5,,,,,;К,;Кс„ДЦДо; С'х, N; Р„р. Определим их формульные взаимосвязи с критерием эффективности. Характеристики надежности То и

Т

К связаны между собой известным соотношением: К =---------о—, где Тв - время восстановления.

г г Т + Т

о в

Оценка влияния показателей надежности может производиться в зависимости от того, какие из этих трех характеристик известны. Так как обнаружение целей и доведение информации от РЛС до ЦПУ возможно только при работоспособном состоянии звена АРЛС, используем определение для коэффициента готовности, характеризующего вероятность того, что звено окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, и запишем формулу этой вероятности

Ррс, = Кг = . (4)

КРл — Р Р Р — Р Р К — Р Р о (5)

Кэ Р поР дпР рсз Р поГ дпКг Р поГ дп т . т • (5)

Тогда формула (3) с учетом (4) принимает вид

То

то + Т

Показатели зоны ответственности звена АРЛС - площадь зоны обзора Ботз и коэффициент

V - V

тг ТГ отз мзз о *-»

затенения Кз связаны соотношением Кз =----------------, где Ьмзз - площадь «мертвои» зоны звена

^отз

системы, где обнаружение целеИ невозможно.

Для случая, когда «мертвая» зона определяется только длительностью излучаемого

импульса РЛС

VI = л()2 , (6)

где с - скорость света, т - длительность зондирующего импульса РЛС.

Для случая, когда она определяется высотой антенны На и шириной ДН антенны РЛС /Зверт в вертикальнои плоскости

V Г, =Р[ На / tg ^ ]2

2 . (7)

С1* о**

Расчеты величин V мзз и V мзз для реальных РЛС и позиций, расположенных на высотах от

10 до 200 метров, показывают, что диапазоны их изменений перекрываются:

0,003км2 < VМ„ < 3,5км2, 0,005км2 < V** < 2км2.

7 мзз 7 ■' 1 мзз

Для расчета величины Кз в качестве Ямзз выбирается большее из значений, полученных по формулам (6)-(7). Коэффициент затенения Кз характеризует вероятность непопадания цели в зоны невидимости («мертвые» зоны)

V - V

О ___ Ц* __ отз мзз /оч

Рнмз ~ Кз ~ о . (8)

Тогда формула (5) с учетом (8) принимает вид

Крл = Р Р Р Р* = Р Р К К = Р Р

э по дп рсз нмз по дп г з по дп

т (V - V )

о V отз мзз /

(То+Тв)

. (9)

Учет влияния ошибок определения координат целей АО и А а произведем исходя из того,

что цели, попавшие в «зону ошибок», могут быть частично потеряны на ЦПУ. Так, например,

алгоритмы ЦПУ для этих целей не могут корректно решить задачу распознавания по критерию «групповая - одиночная» и все цели определяются как одиночные. Из геометрических построений при условии, что в среднем каждое звено АРЛС имеет зону обзора по азимуту, равную 180о, площадь зоны ошибок на середине дальности до цели О имеет величину 8ош = (лО /2)(АОАа/л) = ОАОАа/2. Отношение этой площади к площади зоны ответственности звена РЛС 8отз = лО2 / 2 составит величину

=(АО)(—). (10)

^отз О Л

Определим вероятность попадания обнаруженных целей в «зоны ошибок» с учетом (10), если последние не перекрываются

* /АО Аа

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Рпзо = Nобн ( п )( )

о л . (11)

КГ = РпРьРсРмРзо »РпоР*':"™ “М33/ Р-едтРо^О]. (13)

В реальных условиях возможно двойное и т.д. перекрытие «зон ошибок», в этом случае формула (11) будет иметь вид

Р„о=ЛА^)(р) - сифф]2 + Слфрй -. .+,

где С'Л[н , С3^ - число сочетаний из Лобн по две, три и т.д. Поскольку порядок величин

[(~~)(~~)]3 и [(АВ)(Аа)]2 при реальных значениях АО, Аа, О мал (10-15 и 10-10 соответственно) В к В к

по сравнению с (АВ)(Аа) : 10"5, а Лобн не превышает 101-102, то можно решать задачу без учета В к перекрытия «зон ошибок».

Тогда вероятность отсутствия цели в «зоне ошибок» будет равна

Р* = 1 -р* » 1 -лб (—)(—). (12)

нзо пзо обн \ тл ' ^ '

В к

Учитывая, что рпо » °°н , выражение (9) с учетом (12) и тактического показателя обста-

оо

новки - плотности целей на единицу площади зоны обзора Ло можно записать

То (Сотз СМзз) [1 л С Р (А^)(Аа\1

1 /гг-1 ггг \ о *- о отз поV у--. Д .

(То + Тв) Сотз В к

Влияние качества системных алгоритмов ЦПУ предлагается оценивать следующим образом. Из определения коэффициента непрерывности представления обстановки Кнепр следует, что

величина 1/ Кнепр может характеризовать вероятность того, что при срыве сопровождения цели

на РЛС она не будет сохранена на ЦПУ системы. При этом существует ограничение Кнепр>1. Если в результате испытаний или изучения программной документации на системные алгоритмы ЦПУ установлено, что это ограничение не соблюдается, такие алгоритмы не должны применяться в АРЛС. В противном случае ЦПУ будет ухудшать характеристики обнаружения целей источниками информации. Тогда величина 1 - (1/ Кнепр) определяет вероятность Рнепр - сохранения траектории на ЦПУ при потере цели источником. Этот показатель имеет только многозвенная система и для оценки одного звена не используется.

Коэффициент имитозащищенности характеризует вероятность отсутствия сбоев в передаче и обработке информации при попадании в АРЛС кодограмм, способных нарушить процесс передачи информации. Эта вероятность Рим =Ким.

Коэффициент выигрыша во времени доведения информации от источника до ЦПУ - Квв характеризует дополнительный резерв времени личному составу на анализ, оценку обстановки и принятие решения по отношению к времени выполнения тех же действий неавтоматизированным способом.

Из опыта функционирования существующих систем следует, что при некотором значении времени Т=Т* вероятность своевременного решения задачи управления равна Рпр. При этом

7~>*

Рпр - вероятность события, состоящего в том, что принятое решение по рассматриваемой цели

?_)*

не является запоздалым. Величину Рпр естественно полагать непрерывной убывающей функцией задержки времени Т в тракте управления (передачи информации в АССОИ). В качестве аппроксимации указанной функциональной зависимости примем экспоненту

Рпр = ехр(аТ), где а <0. (14)

Ясно, что при Т=0 значение Рпр=1. Величину а определим из условия: при Т=Т вероят-

п Т'»*

ть Рпр = Рпр . Из эт<

формулу (14), получим

Вероятность своевременного принятия решения (Рпр) определится как дополнение величины

п 1 1

ность Рпр = Рпр . Из этого условия находим, что а = т* Рпр . Подставляя это выражение в

- Т *

Рпр = ехр(— 1п РПр ). (15)

(Рпр)

пр до единицы, то есть с учетом (15) получим

Т

Рпр = 1 - Рпр = 1 - exp(— In РПр ).

Величину Квв=Т/Т примем в качестве показателя оперативности управления. Он определяет, во сколько раз время задержки информации в тракте управления больше (меньше) принятого по заданным нормативам.

Коэффициент эффективности системных алгоритмов, определяемый по значениям показателей Ким и Квв, представим как произведение вероятностей

Ксист Рим Рпр. (16)

Тогда выражение (13) с учетом качества системных алгоритмов звена АРЛС будет иметь вид

* * Т (S - S )

КРЛ = Р Р Р Р Р Р Р » Р Р ° X °тз мзз > х

э п° дп рсз нмз нзо им пр п° дп /ггг гр \ ГУ

( ° в ) S °тз (i 7)

,DDW Da

X [1 - N0 Б отзРпо (—)(—)] X Ким X [1 - ехр( К в 1п Рпр)].

Б —

Учет влияния вероятности ложной тревоги Рлт проведем на основе анализа реакции звена системы на появление отметки от ложной цели.

N

Вероятность ложной тревоги выражается приближенной формулой Рлт » ——, где N0 - коли-

Nэл

чество ложных отметок от целей на экране в зоне обзора РЛС, Ыэл - количество элементов разрешения РЛС в зоне обзора, равное произведению количества элементов разрешения по дальности Кдэл на количество элементов разрешения по азимуту . С учетом того, что

Б —

Nэл = (--), а N^3 =----, причем /Згор = 2 Да для антенн РЛС, имеющих один главный лепесток

ДБ Ьгор

ДН, получим выражение для количества ложных отметок в зоне обзора РЛС

N »Р (—)(—). (18)

ло лтУд—А2а

Вероятность попадания отметки от ложной цели в строб Рстз определяется общим количеством ложных отметок Nл0 и соотношением площади строба Бстр и площади зоны ответственности звена Ботз. Практикой разработки алгоритмов автосопровождения целей в различных устройствах обработки вторичной информации установлены и экспериментально подтверждены эмпирические зависимости размеров сторон строба Ьст квадратной формы от величин ошибок измерения координат [1, 2]

4т = Кст (ДБ + БДа), (19)

где Кст - масштабный коэффициент, его значения установлены экспериментально 2,3 < Кст < 4,0. Используя (18)-(19), выражение для Рстз будет иметь вид

Р » Р (D)( p ) Кст(DD + DDa) стз лт DDЯ2Аа Я

Проведя преобразования с учетом того, что Ботз = 7Ю2 /2 и пренебрегая ввиду малости величиной (АО)2, получим

Рстз » КстРлт [2 + ()( )]

АО ж .

Для максимального масштаба строба Кст=4,0 (наихудший случай) получаем

Р,„ »16Р,„, [2 + (О)(—)]

АО ж . (20)

Вероятность отсутствия ложной отметки от цели в стробе с учетом (20) определится

Р'ст = 1 - Рст, » 1 - {16Р,т [2 + (-^Х—)]}. (21)

АО ж

При появлении ложных отметок в тех элементах разрешения РЛС, где нет отметок от истинных целей потери истинных целей не будет, но появятся ложные цели, которые при наличии режима их автоматической постановки на автосопровождение, по каналу передачи информации

дойдут до ЦПУ и будут способствовать принятию неверного решения по обстановке, изменят

сквозную нумерацию целей на ЦПУ и тем самым снизят эффективность функционирования АРЛС. Отсутствие этого события характеризуется параметром, дополняющим вероятность ложных тревог до единицы: вероятностью правильного необнаружения Рпн =1-Рлт [1].

Поскольку эти два события независимы, выражение (17) с учетом влияния показателя Рлт можно записать

Т

КРл = Р Р Р Р * Р * Р Р Р * Р » Р Р (1 - Р ) о х

э по дп рсз нмз нзо им пр нст пн по дпУ лт / (т . т )

V о в /

х (^ 5 м») х [1 - N о 5 отз Рппо (АО)( —)] х К,м х [1 - ехр( К в 1п Р'щ,)] х (22)

О ж

X {1 - 16 Рлт [2 + ()( —)]}.

АО ж

Для учета среднего ресурса звена системы Тр и его стоимости Сзв введем удельный показатель и = Тр / Сзв, характеризующий эффективность вложения средств в единицу ресурсного времени для решения задачи каждого обнаружения цели. С учетом параметра обстановки общего количества

целей, по которым должно работать звено N оз N о 5 отз, удельный показатель примет вид

и = N0БотзТр / Сзв. (23)

Окончательное выражение для обобщенного критерия эффективности звена системы (22) с учетом (23) будет иметь вид

То

(То + Тв)

(5 о^5-8^ х [1 - N о Б отз Рпо (О)(— '

5 О ж

Крл = р р р р* р* р р р* р и » р р (1 - р )_________________1°___х

э по дп рсз нмз нзо им пр нст пн по дпУ лт / /т . гп \

х'"-~ 5 м") х [1 - Nо 5 оШ1 Ро (АО)(—)] х [1 - ехр( К„ 1п р; )] х К,м х (24)

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

х {1 - 16 Р,т [2 + (АОX—)]} х

АО ж Сзв

Рассматривая выражение (2), получим зависимость для АРЛС (многозвенной системы), аналогичную формуле (24).

Если в состав исследуемой системы входят п типовых звеньев, а за типовое звено принимать один радиолокационный датчик (станцию, комплекс) в совокупности с одним каналом передачи информации и центральным постом сбора информации, то, зная характеристики Рлт,;

Рпо, Рдп звеньев, для выработки обобщенного показателя эффективности системы можно использовать значения среднего арифметического этих величин

- 1 п р = 1 Т.Р •

n —

i-1

По этой формуле определяют средние значения величин Рлт, Рпо, Рдп . Особенностью применения вероятностных показателей является то, что если для их учета при разработке обобщенного показателя эффективности использовать не просто вероятности обнаружения целей, а вероятности обнаружения целей данного класса, а вероятность ложных тревог рассматривать в контексте со степенью волнения моря, возможно производить оценку эффективности функционирования системы для целей каждого класса или для каждой помеховой ситуации в отдельности.

Показатели надежности для системы из n звеньев могут быть выражены формулами:

1 n 1 n

Г = Ё Т ; TPC = т1П TPi ; Твс = min T*> Кгс =П Кг .

Т oc i=1 Toi i=1

Точностные характеристики системы могут быть охарактеризованы средними значениями ошибок определения координат радиолокационных целей: AD - ошибка измерения дальности и Da - ошибка определения азимута целей. При определении обобщенного критерия можно применять как минимаксный метод [3], позволяющий определить наилучшее и наихудшее состояние системы, так и средние значения величин ошибок DD и Da.

Зависимости, аналогичные (3)-(5), для системы имеют вид

К С - Рпо Рдп , Рс - Кгс =

эс “ рс гс

^эс - Р поРдпР рс - Р по Р дпК гс - Р поР дп

Т + Т

ос вс

Площади «мертвой» зоны системы определяются выражениями п ст ^ В

С = I Р(^)2 или 5м* = 2 Р[Н», / % (^=-)]2 •

1 = 1 2 1 = 1 2

Суммирование зон отдельных звеньев системы допускается, т.к. в реальной обстановке эти зоны не перекрываются.

Зависимости, аналогичные (8), (9), (11)-(13), для системы имеют вид

5 — 5 — — — — Т (5 — 5 )

Рнмз = Кзс = 5ОТ 5м3 , КРЛ = РпоРдРР = РпоРдп--------ОС КоТ мз) ,

нмз зс ф 5 эс рс нмз /Т"7 ГГ' \ О

от V ос вс) от

п ,АВ Аа, п 1 п 1 ЛГ ,АО Аа.

Рпзо = Nобн (—)(------) , Рнзо = 1 — Рпзо » 1 — ^обн (—)(-----) ,

В к Б к_

КРЛ = РпоРдРрАмАзо »РпоРдп(5!от~^[1—Мо5отРпо(АВ>(Аа)].

(Тос +Твс) 5от В к

Для многозвенной системы существует вероятность сохранения траектории цели на ЦПУ при срыве сопровождения на РЛС за счет функционирования системных алгоритмов

Р =------1-----•

непр 1 — К

непр

Тогда, в отличие от звена (16), для системы имеем

к = Р Р Р

Ксист 1 непр1 им1 пр•

Зависимости, аналогичные (17), (21) и (22), для системы имеют вид

__ __ Т (3 - 3 )

КРЛ = РпоРдпРрсРИМзРнзоРимРпрРнепр » РпоРдп(1 -Рт) + Л Х С М^ Х

(Тос ' Твс) 3от

Х[1 - кЗотРпо(^)(—)]Х[1 -ехрК 1пР*р)]хКимм х(1 --Ц;

О К Кнепр

Рнст = 1 - Рст » 1 - {16Р™ [2 + (,£)(^£)]} ;

АО к

КРЛ » РпоРдп (1-~Р„,) Т° Х (5°т~ Зм3 } Х[1-Ко ЗотРпо (А°)(А^)]Х

(Тос + Твс) Зот О к

Х[1-ехр(Квв 1п Р*р )]х Кммм Х (1--Ц Х{1-16Рлт[2 + (= )(—)]}•

Кнепр АО к

(25)

Таким образом, для АРЛС получено выражение (25) критерия эффективности, который характеризует ее качество как вероятность сложного события, состоящего в том, что с соответствующими вероятностями: цель обнаружена РЛС (Рпо); информация о ней доведена до ЦПУ системы (Рдп); все элементы системы находятся в рабочем состоянии (Ррс); цель не находится в «мертвой зоне» системы (Рнмз); цель не находится в «зоне ошибок» (Рнзо); принятое решение по цели не является запоздалым (Рпр); система имеет вероятность правильного необнаружения Рпн; информация о цели не искажена внешними воздействиями (Рим); цель на ЦПУ сохраняется при потере ее источником (Рнепр); отметки от ложных целей при вероятности ложных тревог Рлт не попадают в строб, где осуществляется захват цели на автосопровождение (Рнст).

Для учета среднего ресурса системы Трс и ее стоимости Сс введем по аналогии со звеном удельный показатель ис=Трс/Сс, характеризующий эффективность вложения средств в систему на единицу ресурсного времени для решения задачи каждого обнаружения цели. С учетом параметра обстановки Ыо и общего количества целей, по которым должна работать система N = N3

ж о от, удельный показатель примет вид

и с = Nо 3отТрс / Сс.

Стоимость системы Сс равна сумме стоимостей ее звеньев Сзв , так как в стоимость каждого звена частично входит и стоимость ЦПУ.

Окончательное выражение для обобщенного критерия эффективности АРЛС имеет вид

КЛ »РЛО-Рлт)-^ХХ[1-К^п^^Х

(Тос +Твс) Зот О к

х[1-ехрК,в 1пРр)]хКм Х(1 —^)х{1-1 6Рл^2+(=)(—)] .

Кнепр АО К Сс

Если АРЛС решает задачи только в ближней зоне I, то ее предлагается считать малоэффективной, если в зонах I и II - системой средней эффективности, если во всех трех зонах - высокоэффективной системой.

ЛИТЕРАТУРА

1. Конторов Д.С., Голубев-Новожилов Ю.С. Введение в радиолокационную системотехнику. - М.: Сов. радио, 1971.

2. Кузьмин И.В. Оценка эффективности и оптимизация автоматических систем контроля и управления. - М.: Сов. радио, 1971.

3. Справочник по радиолокации; под ред. М. Сколника; пер. с англ. под общ. ред. К.Н. Трофимова. - М.: Сов. радио, 1976. - Т. 1.

4. Ширман Я.Д., Манжос В.Н. Теория и техника обработки и получения радиолокационной информации на фоне помех. - М.: Радио и связь, 1981.

METHOD OF EVALUATING THE EFFECTIVENESS OF AUTOMATED RADAR SYSTEMS OF CONTROL IN THE AREA OF RESPONSIBILITY

Akinshin R.N., Ushakov V.A., Morozov D.V.

Considered indicators of the efficiency criterion and the generalized evaluation of automated radar. A method for assessing the functional characteristics of automated radar.

Key words: automated radar, efficiency estimation, functional characteristics.

Сведения об авторах

Акиншин Руслан Николаевич, 1980 г.р., окончил Тульский артиллерийский инженерный институт (2002), доктор технических наук, доцент, ведущий аналитик МГТУ им.Н.Э. Баумана, автор 116 научных работ, область научных интересов - автоматизация процессов управления, вычислительные системы и сети, информационная безопасность.

Ушаков Вадим Анатольевич, 1970 г.р., окончил МАИ (1991), ВВИА им. Н.Е. Жуковского (1993), старший научный сотрудник 3 ЦНИИ МО РФ, автор 11 научных работ, область научных интересов -радиолокация, радиофизика.

Морозов Дмитрий Вячеславович, 1983 г.р., окончил Тульский артиллерийский инженерный институт (2005), старший инженер отделения технического обслуживания вычислительного центра в/ч 48905, автор 12 научных работ, область научных интересов - автоматизация процессов управления, вычислительные системы и сети.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.