CC BY
19
Доклады БГУИР
2009 № 3 (41)
ЭЛЕКТРОНИКА
УДК 621.396.96
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ДИНАМИЧЕСКОЙ ЮСТИРОВКИ ИСТОЧНИКОВ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ ИНФОРМАЦИИ
В.А. АПОРОВИЧ, ТВ. ПРОКОФЬЕВА, М.В. СМОВЖ
НИИ средств автоматизации пр. Независимости, 117, 220600, г. Минск
Поступила в редакцию 21 августа 2008
С помощью статистического имитационного моделирования проведено сравнение предложенного метода динамической и известного метода статической юстировки радиолокационной информации. Результаты сравнения показывают эффективность нового метода динамической юстировки.
Ключевые слова: юстировка, динамическая юстировка, статическая юстировка.
Введение
Проводилось сравнительное исследование эффективности динамической юстировки (ДЮ) [1] и проводимой традиционными методами статической юстировки (СЮ).
Рассматривалась модель статической юстировки [2, 3]. Вектор г2° координат второй радиолокационной станции (РЛС), съюстированных относительно первой РЛС, рассчитывался по формуле
г?=Аг?+Ь, (1)
где А — параметр юстировки — матрица коэффициентов пересчета; г10 — вектор координат, измеренных второй РЛС; Ь — параметр юстировки — вектор смещений.
Параметры статической юстировки находились исходя из решения методом наименьших квадратов [2].
Методика моделирования
Пусть (рис. 1) имеются два источника РЛИ (Оэ и Ою), причем для каждого из них определена своя система координат (ОЭХЭУЭZЭ и ОЮХЮУЮZЮ). Однако второй источник РЛИ (ОЮ), определяя координаты некоторой точки в системе ОЮХЮУЮZЮ, использует для расчетов систему 0'юХ'юУ^о2'ю, в силу чего и координатная информация от двух источников является несогласованной. Для согласования РЛИ необходимо использовать поправки, учитывающие ошибки топопривязки и ориентирования. Следуя рисунку, система может трактоваться как система ^ю^ю^ю-^ю перенесенная на вектор (АХ, ДК, и повернутая на углы А(3 вокруг оси Оу, Ау — вокруг От и на А0 — вокруг Ох .
Ошибки ориентирования и топопривязки
Эталонная трасса (эталон), для которой проводилось сравнение результатов юстировки, задавалась следующими параметрами: Х0=-30 000 м; Zo=-100 000 м; У0=10 000 м (начальные координаты); Кх=0; 1^=100 м/с; Уу=0 (движение цели в третьей четверти координатной плоскости Ъ0Х вдоль оси Ъ на постоянной высоте 10 000 м). Сопровождение велось двумя источниками (РЛС), расположенными на расстоянии 10 000 м друг от друга. В процессе моделирования для источников задавались различные значения ошибок топопривязки, ориентирования, искажения масштаба дальности.
В качестве исходных данных задавались следующие значения ошибок юстировки: Дрь Д0Ь Дуь Др2, Д02, Ду2 — систематические ошибки ориентирования и горизонтирования для первого и второго источников соответственно; ДХ1, ДУЬ ДХ2, ДУ2, Д^ — систематические ошибки топопривязки для первого и второго источников соответственно; 51, 52 — коэффициенты искажения масштаба дальности для первого и второго источников соответственно.
Коэффициент искажения масштаба дальности 5 определяется исходя из соотношения
ДЕмер=Д1сТ 1 + 8 ,
здесь ^измер — измеренное значение дальности объекта относительно точки стояния РЛС; Dжт — истинное значение дальности объекта относительно точки стояния РЛС.
Для СЮ второй источник юстировался к первому в соответствии с (1). Рассчитывались следующие значения: оХ-1-, — среднеквадратические ошибки (СКО) координат пер-
вого источника относительно эталона; аХ2\, аУ2\, аТ!2\ — СКО съюстированных к первому источнику координат второго источника относительно эталона; сХс, оУс, — средние значения СКО координат, здесь
сис =
си (1)2+ си(2)/
2
где и соответствует последовательно X, У, Z; ос — усредненное значение СКО, /сХс 2+ сУс 2+ с2с 2
-з-•
Для ДЮ рассчитывались значения: аХш, zУDJ, — СКО съюстированных координат;
ос — усредненное значение СКО, осш =
1сХш 2 + суш 2+сгш 2
Результаты моделирования
В первом случае юстировка источников проводилась по одной трассе, расположенной в первой четверти плоскости ХОХ. Для данного примера по всем рассматривавшимся наборам ошибок топопривязки, ориентирования, искажения масштаба дальности значения средние значения СКО сХс, оГс, оХс, полученные при статической юстировке, превышали соответствующие значения СКО оХш, оУш, оХш, полученные при динамической юстировке, то есть динамическая юстировка оказывалась эффективнее статической. Результаты сравнения эффективности юстировки для одного из наборов ошибок приведены в табл. 1.
Таблица 1
Исходные данные
ДР1=-0,5° Д91=0 Ду 1=0,1° ДХр-Шм Д^=0 ДХр0 81=0,001
ДР2=1° Д92=0,2° Ду2=0 ДХ2=0 ДГ2=0 ДХ2=200 м 52=0
Результат
Статическая юстировка аХс=1164м аГс=18238 м аХс=1454 м ас=10585м
Динамическая юстировка аХщ=561 м 07^=425 м сХВ7=299 м ^007=441 м
На следующем этапе сравнения юстировка источников проводилась по двум трассам, одна из которых была расположена в первой четверти плоскости ХОХ, а другая — в третьей четверти. В этом случае по всем заданным наборам ошибок топопривязки, ориентирования, искажения масштаба дальности эффективность динамической юстировки также оказалась выше — за счет относительно малых отклонений координаты Г, рассчитанной путем статической юстировки, от эталона. Значения оС по всем наборам ошибок превышали значения оС0/, однако эффективность юстировки для координат X и Х менялась в зависимости от расположения трасс, видимых источниками, относительно эталона. Если выдаваемые вторым источником трассы были расположены ближе к эталону, чем трассы, выдаваемые первым источником, эффективность динамической юстировки для координат X, Х оказывалась выше, чем эффективность статической юстировки; в противном случае эффективность оказывалась примерно одинаковой. Результаты сравнения эффективности юстировки для одного из наборов ошибок приведены в табл. 2.
Таблица 2
Исходные данные
ДР1=0,5° Д01=О,1° ДТ1=0 ДХ!=0 ДГ!=0 ДХ!=100 м 81=0
Дв2=1° Д92=0,2° Ду2=0 ДХ2=0 ДГ2=0 ДХ2=200 м 82=0
Результат
Статическая юстировка аХс=814 м аГс=2504 м аХс=551м ас=1553 м
Динамическая юстировка 0X0=924 м ъГв=444 м аХ0=601 м Освт=686 м
На третьем этапе юстировка источников проводилась по трем трассам (наилучший вариант для статической юстировки); первая трасса была расположена в первой четверти плоскости ХОХ, вторая — в третьей четверти и третья — в четвертой четверти данной плоскости. Результаты сравнения эффективности юстировки приведены в табл. 3-5.
Таблица 3
Исходные данные
ДР1=0,5° Д01=О,1° ДТ1=0 ДХ!=0 ДГ!=0 ДХ!=100м 81=0
Дв2=1° Д92=0,2° Ду2=0 ДХ2=0 ДГ2=0 ДХ2=200м 82=0,001
Результат
Статическая юстировка аХс=850м аГс=607 м аХс=532м ас=677м
Динамическая юстировка аХ0=907м аГВ7=457 м аХ0=569м Освт=672м
Даже в этом случае эффективность динамической юстировки практически всегда выше, чем статической. Как видно и таблиц, эффективность юстировки обусловлена совокупностью ошибок топопривязки, ориентирования, искажения масштаба дальности по каждому из источников. Если выдаваемые первым источником трассы расположены ближе к эталону, чем трас-
сы, выдаваемые вторым источником, эффективность статической юстировки выше; в противном случае выше эффективность динамической юстировки. Эффективность динамической юстировки выше при наличии искажения масштаба дальности.
Таблица 4
Исходные данные
ДР1=1° Д91=0 Ду 1=0,1° ДХ1=0 Д^=0 AZj=0 5j=0
Др2=0,5° Д02=0,2° Ду2=0 ДХ2=0 ДY2=0 AZ2=0 S2=0
Результат
Статическая юстировка cXC=1268 м aYC=629 м aZC=676 м aC=906 м
Динамическая юстировка a¥DJ=896 м zYdj=424 м aZDJ=456 м acdj=630 м
Таблица 5
Исходные данные
ДР!=-0,5° Д9[=0 Ду 1=0,1° ДХ^-100 м Д^=0 AZj=0 5j=0,001
Др2=1° Д92=0,2° Ду2=0 ДХ2=0 ДY2=0 AZ2=200 м S2=0
Результат
Статическая юстировка aXC=598 м aYC=628 м aZC=358 м aC=542 м
Динамическая юстировка a¥DJ=561 м aYDJ=425 м zZdj=299 м Zcdj=441 м
Заключение
Динамическая юстировка в большинстве случаев обеспечивает более высокую эффективность, чем статическая (традиционная). Динамическая юстировка не требует специального режима [1] и осуществляется в процессе сопровождения объектов. Это позволяет рекомендовать совместное использование двух методов: сначала провести статическую юстировку в системе (если это возможно), а затем в ходе основной работы использовать динамическую.
Работа выполнена при поддержке Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований (договор № Т06М-025 от 01.02.2006г.)
EFFECTIVENESS OF DYNAMICAL ALIGNMENT OF RADAR INFORMATION
SOURCES
U.A. APAROVICH, T.U. PRAKOFIEVA, M.V. SMOUZH
Abstract
Comparison of methods of dynamical and known method of static alignment of radar information sources was created. Results show effectiveness of new method of dynamical alignment.
Литература
1. Апорович В.А, Прокофьева Т.В., Гапеев К.С. // Докл. БГУИР. 2008. № 4. С. 5-12.
2. Абрамович М.С., Сталевская С.Н., Апорович В.А., Ольшанский В.И. // Информационные системы и технологии. Материалы I Междунар. конф. Минск, 2002. Ч. 2. С. 161-166.
3. Вакуленко Н.Н., Жирков В.М., Мачулин В.М. // Радиосистемы. 2002. № 8. С. 33-36.
