www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Основы радиолокации

Сопровождение траекторий целей

Современные радиолокаторы обеспечивают формирование радиолокационной отметки цели и автоматическое сопровождение ее траектории на основании принятых эхо-сигналов. Вычислительная система рассчитывает курс движения сопровождаемого объекта, его скорость и ближайшую точку сближения (англ. Closest point of approach, CPA). Такие радиолокаторы могут быть включены в системы предупреждения столкновений транспортных средств, в том числе в бортовые системы летательных аппаратов (англ. Airborne collision avoidance system, ACAS). В авиации для этого используются данные, полученные при помощи первичных и вторичных радиолокаторов, в морских системах – только данные первичных радиолокаторов. Сопровождение траектории в морских радиолокаторах называют автоматической радиолокационной прокладкой траектории (англ. Automatic Radar Plotting Aid, ARPA).

Сообщения о цели, обнаруженной и сопровождаемой радиолокатором, могут передаваться как в форме радиолокационных отметок (плотов), так и в форме траекторий. Сопровождаемая траектория строится на основе совокупности радиолокационных отметок цели и содержит некоторые дополнительные данные, формируемые системой сопровождения радиолокатора. Эта система обновляет сопровождаемую траекторию по мере поступления новых отметок сопровождаемой цели. При этом формируется средневзвешенное значение между текущей отметкой цели, поступившей от радиолокатора, и прогнозируемым положением цели, рассчитанным в предыдущем обзоре. Каждая новая поступившая отметка цели проверяется на принадлежность к уже сопровождаемым траекториям при помощи специального критерия. Отметки, которые не принадлежат к сопровождаемым траекториям, могут использоваться для формирования новых траекторий.

обзор n
обзор n+1
обзор n+2
d1
d2
скорость v1=d1/T
скорость v2=d2/T

Рисунок 1: К пояснению операций сопровождения траектории (T = период обзора или период вращения антенны, или время обновления отметок/траектории)

обзор n
обзор n+1
обзор n+2
d1
d2
скорость v1=d1/T
скорость v2=d2/T

Рисунок 1: К пояснению операций сопровождения траектории (T = период обзора или период вращения антенны, или время обновления отметок/траектории)

Сопровождение траекторий особенно осложняется в случае резкого маневрирования цели, воздействия пассивных и активных радиолокационных помех, при пропусках цели и ложных обнаружениях (тревогах). Для работы в таких условиях в радиолокационных системах сопровождения используются все более сложные алгоритмы. Вследствие необходимости формирования траекторий радиолокационных целей (количество которых может достигать нескольких сотен) практически в реальном масштабе времени, качество сопровождения ограничивается располагаемыми вычислительными ресурсами.

В процессе сопровождения траекторий система сопровождения стремится определить какие из вновь поступивших отметок целей следует использовать для обновления каких уже сопровождаемых траекторий. Для этого вначале выполняется приведение всех сопровождаемых траекторий к текущему моменту времени (времени поступления новой отметки цели). Такая операция выполняется путем экстраполяции положения цели с использованием оценки ее предыдущего положения и данных о ее курсе, скорости, ускорении и других имеющихся данных. Экстраполяция производится на основе принятой на текущий момент времени модели движения цели (например, равномерное, равноускоренное движение и другие).

После приведения траекторий целей к единому времени система сопровождения начинает привязку к ним новых радиолокационных отметок целей. Данная операция может быть выполнена одним из нескольких способов, а именно:

После того, как вновь полученная отметка связывается с сопровождаемой траекторией, выполняется следующий этап — сглаживание траектории, в ходе которого выполняется совместная обработка этой отметки с прогнозируемым положением цели, построенным в ходе предыдущих обзоров. В результате получается новая сглаженная оценка положения цели.

После завершения перечисленных операций часть отметок может оказаться не привязанными к ранее сопровождаемым траекториям, а часть ранее сопровождаемых траекторий может остаться без обновления. В первом случае на основе этих отметок инициируются новые траектории. Во втором случае выполняется проверка критерия сброса траектории с сопровождения.