CC BY
304
Богуславский Андрей Александрович
E-mail: [email protected].
Тел.: 89164827544.
Куфтин Феликс Андреевич
Коломенский государственный педагогический институт.
E-mail: [email protected].
140411, Московская обл., г. Коломна, ул. Зеленая, 30.
Тел.: 89160581523.
Мокеин Константин Александрович
Московский физико-технический институт (государственный университет). E-mail: [email protected].
141709, Московская обл., г. Долгопрудный, Институтский пер., 9.
Тел.: 89154772055.
Sokolov Sergey Mikhailovich
Keldysh Institute of Applied Mathematics.
E-mail: [email protected].
125047, г. Москва, Миусская пл., д. 4
4, Miusskaya area, Moskow, 125047, Russia.
Phone: 89161220113.
Platonov Alexandr Konstantinovich
E-mail: [email protected].
Phone: 89104390250.
Boguslavsky Andrey Alexandrovich
E-mail: [email protected].
Phone: 89164827544.
Kuftin Felix Andreevich
Kolomna Teacher Training Institute.
E-mail: [email protected].
30, Zelenaya street, Kolomna, Moscow Region, 140411, Russia.
Phone: 89160581523.
Moksin Konstantin Alexandrovich
Moscow Institute of Physics and Technology.
E-mail: [email protected].
9, Institutskii per., Dolgoprudny, Moscow Region, 141700,Russia Phone: 89154772055.
УДК 623.4
Г.В. Анцев, Е.Г. Борисов, Л.С. Турнецкий
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМ САМОНАВЕДЕНИЯ
С КООРДИНАТОРАМИ РАЗЛИЧНОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ ПРИРОДЫ
В статье обсуждены методы повышения качества системы самонаведения летательных аппаратов путем комбинирования и комплексирования радиолокационного и оптикоэлектронного координаторов-жленгаторов, входящих в состав системы. Рассмотрены примеры основных видов объединения информационных каналов. Приводится оценка эффективности объединения информации измерительных каналов различной физической природы.
Комтексирование информации; система самонаведения.
G.V. Antsev, E.G. Borisov, L.S. Tournetsky
IMPROVING OF SELF - HOMING SYSTEM WITH THE DIFFERENT PHYSICAL NATURE COORDINATES EFFECTIVENESS
Quality improving methods of flying devices self-homing system by means of multiple function and combination of radar and electro-optics coordinators-direction finders incoming in the system structure are discussed in the article. The basic types examples of information channels union are examined.Effectiveness valuation of information measuring channels union of different physical nature is given.
Combination of information; self-homing system.
Практика применения интеллектуальных систем самонаведения показала, что в условиях сложной фоно-целевой обстановки на современном этапе они должны как минимум решать следующие задачи: обнаружение целей, их разрешение, оценивание координат и параметров движения, распознавание типов целей, формирование команд управления на исполнительные механизмы. Функционирование интеллектуальных систем самонаведения летательных аппаратов (ЛА) значительно затрудняется в условиях воздействия помех различного типа и интен-. - -мость поиска новых и совершенствования известных технических решений для оптимального решения задачи наведения ЛА [1-3].
Вариантом решения данной проблемы является комплексирование датчиков различной физической природы систем самонаведения, работающих в едином информационно-управляющем процессе наведения ЛА.
Во многих практических задачах имеется возможность одновременно автоматически измерять координаты объектов или параметры их движения с помощью различных устройств, в том числе действующих на различных физических принципах.
Отметим, что комплексирование данных при наличии на борту M датчиков-измерителей различной физической природы позволяет реализовать 2M - 1 вариантов объединения информации, что в ряде случаев позволяет реализовать систему со структурной и информационной избыточностью [4].
При комплексировании данных для интеллектуальных систем самонаведения ЛА с большой дальностью действия на разных этапах для решения задачи целесообразно последовательно использовать результаты работы различных информационных подсистем.
,
результаты измерений местоположения объекта атаки пространственно разнесенными РЛС расположенными на различных носителях. Основная цель данного этапа - .
На этапе наведения комплексированию, например, подлежат измерения инерциальной системы и результаты определения местоположения ЛА по данным спутниковой системы навигации.
Более подробно рассмотрим вариант работы системы комплексирования данных на этапе самонаведения.
При самонаведении ЛА, осуществляющих реализацию метода пропорцио-, -ординаты цели и скорости их изменения [5]. Их можно измерить активной РЛС, тепловиз ионным или телевизионным пеленгатором, а также по данным станции радиотехнической разведки. Каждый из измерителей работает с ошибками. Объединяя измерители в единую систему, можно в некоторых случаях получить выигрыш в точности и надежности измерений. Такое объединение называют комби-
нированием или комплексированием, а объединенную систему - комбинированной или комплексной.
При объединении измерителей в единую систему традиционно исходят из следующих двух основных принципов - задающее воздействие, поступающее на каждый из измерителей, является одним и тем же (система с одинаковыми задающими воздействиями), закодированным в параметрах различных физических полей, поступающих на входы измерители [6]. При комплексировании в случае одинаковых задающих воздействиях используют компенсационный и фильтровой способы объединения информации измерителей, действующих на различных .
фильтровой и компенсационной систем одинаковы, и заключаются в выборе таких форм амплитудно - частотных характеристик фильтров, которые эффективно подавляют помеховые составляющие в различных спектральных диапазонах тем или иным способом, а с другой стороны - пропускают составляющие . , также измерителем с неполной информацией, измеряют не один, а разные, но функционально связанные параметры.
В работе [7] предложен вариант комбинирования результатов обработки информации в комбинированных активно-пассивных (радиолокационно-оптических) следящих координаторах систем самонаведения ЛА.
Комбинированная следящая система, показанная на рис. 1, содержит объединенные механически на одном основании оптикоэлектронный пеленгатор (ОЭП) и
( ), -ния (УФКН) оси слежения, два блока оценки дисперсии (БОД) измеренного пеленга, управляющую часть и исполнительные устройства (УЧ) механического по, ( ) ( ).
Рис. І.Ст^ктурная схема комбинированной следящей систем
Рис. 2. Структурная схема комплексированной следящей системы
- 1 п~
В блоках оценки дисперсии (БОД) по зависимостям Д = —
± (-в
1 1=1
определяются оценки математического ожидания и дис-
п-1 '
персии сглаженных величин угловой координаты в в соответствующих каналах.
Повышение точности определения координат объекта в условиях воздействия нестационарных интенсивных помех в различных диапазонах излучения достигается за счет текущего формирования оценок дисперсий измерений координат
и
оптикоэлектронного и локационного пеленгаторов, их сравнения и своевременного переключения выхода следящей системы на тот пеленгатор, в диапазоне работы которого помеха отсутствует или оказывает меньшее влияние на точность измерения координат.
Развитием схемы приведенной на рис. 1 служит комплексированная следящая система [8], структурная схема которой приведена на рис. 2.
Формирование более точной оценки угловой координаты реализовано в совместной работе блоках комплексирования (БК) и формирования обобщенной координаты (БФОК) и УФКН в соответствии с известным алгоритмом взвешенного усреднения [9].
При наличии выборок оцениваемой координаты / = 1,2... К от РЛП и j = 1,2..Ь ОЭП можно показать, что оптимальная по критерию максимального правдоподобия оценка координаты определяется зависимостью
к L
Е р+д% Е р
Р =---------------
У opt Т ^2 . 1^-2
L&в + в
j=1
которая при K = L = 1 принимает вид
-.2
в дРР!, °ЪР
Popt ~2 -2 , -2
°в + °в °в +
При малой выборке результатов измерений вычисление дисперсии можно осуществлять по зависимостям, позволяющим корректировать значение математического ожидания и дисперсии [10]:
п + 1
<*%,+! =в}п + ^ К O^n+1 -Рп J-*X
Эффективность комплексированной системы самонаведения можно оценить приростом вероятности поражения цели за счет увеличения точности отслеживаемых координат.
На рис. 3 показаны изменение СКО определения угловой координат радиолокационным, оптическим и комбинированным пеленгатором, соответственно, в процессе слежения за целью.
Увеличение дисперсии ошибки определения угловой координат цели радиолокационным пеленгатором на конечном участке самонаведения объясняется наличием углового шума, статистические характеристики которого подробно изложены в работе [11].
Наиболее значимым критерием эффективности системы самонаведения является вероятность поражения цели, которая определяется зависимостью
р = 1 , где ^Эфф - эффективный радиус поражения цели боевой частью.
" 1+W ^)2
,
увеличению вероятности поражения цели.
(ч
10
40
50
70
X, сек
Рис. 3. Среднеквадратические ошибки оценки координат различными
датчиками
В работе [4] показано, что наряду с существенным приростом таких важных характеристик как вероятность обнаружения, точность определения координат цели при объединении информации от нескольких датчиков возможно увеличение ложной информации в системе.
Перспективным направлением комплексирования бортовых локационных систем является объединение в многопозиционную систему обнаружителей -измерителей расположенных на различных носителях. В работе [12] показаны основные направления реализации кооперативной обработки сигналов в многопозиционной системе активно - пассивной локации. Такая система обладает значительными степенями свободы по реализации алгоритмов координатной поддержки и комплексирования данных и на наш взгляд является перспективной.
1. Ан цев Г.В., Сарычев В А., Тупиков В А., Турнецкий Л.С. Принципы по строения бортовых информационно-управляющих систем высокоточного оружия нового поколения. -Радиотехника, 2001. - № 8. - С. 3-9.
2. . ., . ., . ., . . -
. - , 2002.
- № 1. - С. 40-43.
3. . ., . ., . ., . .
. - , 2003. - 4. - . 8-12.
4. . ., . ., . . -
формации локационных датчиков различной физической природы. Радиоэлектроника интеллектуальных транспортных систем: Научно-технический сборник. Вып.1.
- СПб.: Изд-во СЗТУ, 2009. - С. 92-98.
5. Максимов М.В., Горгонов ГМ. Радиоэлектронные системы самонаведения. - М.: Радио
, 1982. - 304 .
6. Бобнев МЛ., Кривицкий Б.Х., Ярлыков М.С. Комплексные системы радиоавтоматики.
- М.: Советское радио, 1968. - 232 с.
7. Ан цев Г. В., Турнецкий Л. С., Борисов Е.Г. и др. Следящая система, патент РФ на полезную модель № 70003, МПК 001Б 13/66, заявл.03.09.2007г., опубл. 10.01.2008.
8. . ., . ., . . . , -ную модель № 77690, МПК 001Б 13/66, заявл.03.09.2007г., опубл. 27.10.2008.
9. . ., . ., . . -
ций. - М.: Воениздат, 1979. - 368 с.
10. Гузик В.Ф., Кидалов В.К, Самойленко А.П. Статистическая диагностика неравновесных объектов. - СПб.: Судостроение, 2009. - 304 с.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИМ СПИСОК
11. Островитянинов Р.В., Басалов ФА. Статистическая теория радиолокации протяженных целей. - М.: Радио и связь, 1982. - 232 с.
12. Борисов КГ., Турнецкий Л.С., Касавцев ММ. Комплексирование данных бортовых координаторов цели в группе противокорабельных ракет. Сб. тр. научн.-техн. конф. «Состоя, -
комплексов». - М.: ОАО «Концерн «Моринформсистема-Агат», 2010. - C. 44-48.
Анцев Георгий Владимирович
« - « - ».
E-mail: [email protected].
197375, г. Санкт-Петербург, ул. Новосельковская, 37.
Тел.: 88123021616.
Борисов Евгений Геннадьевич
Турнецкий Леонид Сергеевич
Ancev Teorgiy Bladimirovich
Joint-Stock Company «Radar mms».
E-mail: [email protected].
37, Novoselkovskay St., 197375, St. Petersburg, Russia.
Phone: 88123021616.
Borisov Eugeny Gennadjevich
Turnezkiy Leonid Sergeevich
УДК 621.397.3:536.3
BA. Павлова, C.H. Крюков, РЖ. Каркаева, M.B. Созинова
АВТОМАТИЧЕСКОЕ КОМПЬЮТЕРНОЕ РАСПОЗНАВАНИЕ НАЗЕМНЫХ
И МОРСКИХ ОБЪЕКТОВ
В данной работе предлагается методика и алгоритмы автоматического распознавания наземных и морских объектов, основанные на цифровой обработке изображений,
( ), -системой (ОЭС), позволяющей получать поток изображений подстилающей земной поверхности с находящимися там объектами обнаружения. ОЭС может работать как в диапазоне видимого участка спектра, так и в различных диапазонах ПК спектра.
Летательные аппараты; оптико-электронная система (ОЭС).
V.A. Pavlova, S.N. Kryukov, R.K. Karkaev, M.V. Cozinova
AUTOMATIC TARGET RECOGNITION (ATR) OF GROUND BASED
AND SEA OBJECTS
In the report the ATR algorithms and methodics are proposed, which are founded on the methods and theory of digital image processing. The algorithms were created and investigated for the images got on the airplane board with the help of Optical Electronic System (OES) giving the possibilities to get the image streams from the earth and sea surfaces (with the objects of interest). The OES works both in visible and infra-red ranges of lighting.
Airplane board; Optical Electronic System (OES).
1. База эталонных изображений. База эталонных изображений включает в себя, помимо изображений и их характеристик, еще и данные о параметрах получения этих изображений, таких как дальность до объекта, вертикальный и горизонтальный углы съемки (для наземных целей угол отсчитывается от направления
