15.1. Обнаружение и сопровождение траекторий

Результаты первичной обработки информации в виде отметок целей за один обзор (после обнаружения и измерения координат), а также и прокладываемые по ним траектории целей оказываются либо истинными, либо ложными. Это объясняется погрешностями оценки координат, неточностью предсказания перемещения цели (экстраполяции), наличием шумов и помех и сложностью траектории цели. Таким образом, обнаружение и сопровождение траекторий - статистическая задача и для ее оптимального решения могут использоваться те же критерии, что для обнаружения сигналов и оценки их параметров, изложенные в и 9. Качественными показателями при сопровождении траекторий могут служить вероятности обнаружения истинной и ложной траекторий, среднее время обнаружения истинной и ложной траекторий и среднее число передаваемых на сопровождение ложных траекторий. Если появилась отметка в некоторой точке зоны обзора РЛС (рис. 15.1), то необходимо принять ее за исходную отметку траектории новой цели. При известных минимальной и максимальной скоростях движения цели можно очертить предполагаемые границы области, в которой может находиться отметка цели в следующем обзоре. Эти границы условно представляются в виде двух окружностей: меньшей с радиусом и большей с радиусом Операция формирования областей называется апробированием, а сами области - стробами. Физический строб формируется селекторным импульсом и азимутальным стробом (шириной Математический строб может быть любой формы (на рис. 15.1 - круг). В строб может попасть не одна, а несколько отметок. Каждую из них можно принять за начало траектории. По двум отметкам в стробе за два последовательных обзора можно вычислить скорость и направление движения каждой из целей и рассчитать положение отметки на следующий (третий) обзор.

Если расстояние между первой и второй отметками то среднюю скорость можно определить из соотношения новое положение отметки экстраполировать по формуле

Операция расчета начальных значений параметров (скорости, направления движения) называется оценкой этих значений, а операция расчета возможного положения отметки на следующий обзор - экстраполяцией (предсказанием).

Вокруг экстраполированных отметок (на рис. 15.1 обозначены пустыми кружками) вновь образуются круговые стробы размеры которых определяют, исходя из возможных ошибок предсказания и формирования отметок. При сопровождении траектории маневрирующего объекта размеры стробов следует рассчитывать с учетом сложности возможного маневра цели. Если в какой-либо строб 53 в третьем обзоре попала отметка (зачерненный кружок), то она считается принадлежащей обнаруживаемой траектории и эта траектория продолжается. При попадании отметок в к стробов подряд принимается решение об обнаружении траектории и она передается на сопровождение (критерий к из гл. 3).

Таким образом, в процессе обнаружения траектории выполняются операции стробирования, проверка критерия обнаружения, оценка начальных значений параметров траектории и экстраполяция параметров траектории.

Обнаружение отметок в стробах, а также оценка начальных значений параметров траектории иногда называется завязкой траектории.

Непрерывное отнесение вновь полученных отметок к прокладываемой траектории и уточнение параметров движения называют сопровождением траектории.

Рассмотрим принцип сопровождения траектории цели при вторичной обработке информации обзорной двухкоординатной РЛС. По отметкам, полученным в трех обзорах подряд, принято решение об обнаружении траектории и она передана на сопровождение ( Первая операция, подлежащая выполнению в процессе сопровождения, состоит в уточнении параметров траектории по всем координатам, измеренным в процессе обнаружения траектории. Второй операцией является сглаживания траектории и экстраполяция параметров на следующий обзор.

Выделим теперь в зоне обзора некоторую круговую стробируемую область с центром, совпадающим с экстраполированной точкой. При известных статистических характеристиках ошибок экстраполяции и измерения координат можно определить вероятность попадания новой отметки в строб сопровождения или, задавшись вероятностью попадания в строб, можно рассчитать размеры строба. Если они выбраны так, что вероятность попадания в строб истинной отметки велика, то отметку, попавшую в строб, следует считать принадлежащей данной траектории а отметки за пределами строба - ложными или принадлежащими другим траекториям.

Однако в строб сопровождения может попасть не одна, а несколько отметок, в том числе и ложных (см. строб на рис. 15.1). Из них нужно выбрать только одну отметку для продолжения траектории.

Может возникнуть и такая ситуация, когда в стробе не оказывается ни одной отметки, например, в стробе на рис. 15.1. В этом случае целесообразно принять точку экстраполяции за истинную отметку и считать ее продолжением траектории.

Таким образом, в процессе автосопровождения цели выполняются следующие операции: оценка параметров траектории цели; экстраполяция параметров траектории на следующий обзор или несколько обзоров; формирование нового строба, в котором с некоторой вероятностью ожидается появление новой отметки; селекция отметок в стробе с целью выбора одной из них для продолжения траектории.

Проведенный анализ показывает, что в процессе обнаружения и автоматического сопровождения траектории цели выполняются операции расчетов траекторий, с помощью которых производятся вычислительные операции точной оценки и экстраполяции параметров траектории на значительные временные интервалы (так называемые траекторные расчеты).