ГЛАВА ТРЕТЬЯ. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ТЕОРИИ ОБНАРУЖЕНИЯ

§ 3.1. ВВОДНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ

Обнаружение целей представляет собой одну из важнейших задач радиолокации. В радиолокаторах дальнего обнаружения эта задача является подчас единственной. В подавляющем же большинстве радиолокационных систем обнаружение предшествует выполнению других задач — распознаванию целей, точному определению их координат, выяснению характера траекторий обнаруженных целей и т. п.

В некоторых радиолокационных станциях задача обнаружения в чистом виде, как задача установления наличия цели, не возникает, так как эти радиолокаторы получают указание о наличии цели в некоторой области пространства от специальных радиолокаторов обнаружения. Однако точность, с которой положение цели относительно рассматриваемого радиолокатора определяется при помощи станции обнаружения (точность целеуказания), практически всегда недостаточна для перехода к точному определению текущих координат и распознаванию целей с помощью специально для этого предназначенных следящих систем. Поэтому выполнению таким радиолокатором его основных функций должен предшествовать захват цели следящей системой, представляющий собой уточнение координат цели. Это уточнение производится технически теми же средствами, что и обнаружение цели, и возникающие при этом теоретические задачи по своей постановке и методам решения в большинстве случаев вполне аналогичны задачам обнаружения.

Следует отметить, что задача определения координат обнаруженной цели всегда возникает и решается одновременно с задачей обнаружения и естественным

образом с ней связана. Разделение этих задач может быть произведено лишь весьма условно и связано главным образом с существенным различием технических способов определения координат в режиме обнаружения и измерения, причем способы, используемые в режиме обнаружения, тесно связаны с процедурой принятия решения о наличии цели.

Для сравнения различных систем обнаружения необходимо ввести определенные количественные характеристики качества этих систем. Характеристиками достоверности принимаемого решения о наличии или отсутствии цели могут быть, например, вероятности пропуска цели (принятияешения об отсутствии цели, когда цель есть) и ложной тревоги (принятия решения о наличии цели, когда цели нет) или какие-либо функции этих вероятностей. Характеристиками точности определения координат, производимого в режиме обнаружения, могут быть статистические характеристики ошибок измерения, например дисперсия или вероятность превышения ошибкой по модулю полуширины дискриминационной характеристики соответствующей следящей системы. Характер требований, предъявляемых к системам обнаружения, и выбор количественных характеристик качества их работы определяется конкретными условиями применения этих систем и сущностью рассматриваемой тактической задачи.

Если ограничиться рассмотреннем существующих систем обнаружения, то в этой области задачи теории сводятся к вычислению и сравнению количественных характеристик различных систем и рациональному выбору их параметров. Такого рода задачи можно отнести к задачам анализа систем обнаружения.

Современное состояние теории позволяет не ограничиваться анализом и сравнением систем обнаружения, построенных, исходя из тех или иных качественных соображений. Применение к задачам обнаружения довольно детально (разработанной в математике теории статистических решений (элементы этой теории излагаются в § 3.2) позволяет синтезировать виды обработок принимаемого сигнала, обеспечивающие наилучшие из возможных в данных условиях значения выбранных характеристик качества.

В теории статистических решений рассматриваются

задачи об оптимальном (с точки зрения выбранных критериев качества) определении вероятностных свойств случайных процессов или совокупностей случайных величин по результатам наблюдения реализаций этих процессов или величин. Задачей такого типа и является задача обнаружения: требуется на основании наблюдения реализации принятого сигнала, являющегося случайным из-за наличия помех и флюктуаций отраженного сигнала, принять решение о наличии цели, т. е. принять решение о том, какому из двух возможных законов распределения (для сигнала с помехой или для одной помехи) подчиняется случайный процесс, реализация которого наблюдается.

Хотя тождественность задач обнаружения и некоторых задач, рассматриваемых в теории статистических решений, довольно очевидна, широкое применение результатов теории к проблемам обнаружения в радиолокации началось сравнительно недавно после появления ставших уже классическими в этой области работ В. Петерсона, Т. Бердсалла и В. Факса [2], Д Ван-Митера и Д. Миддлтона [3-6]. Значительно ранее (в 1946 г.) результаты, аналогичные вытекающим из теории статистических решений, были получены независимо от известных в то время работ по этой теории В. А. Котельниковым [36].

Здесь мы привели только первые из основополагающих работ в этой области, определившие направление развития теории. В дальнейшем появилось довольно много работ, посвященных различным частным аспектам теории радиолокационного обнаружения, на некоторые из которых мы будем ссылаться по ходу изложения.