ВВЕДЕНИЕ

Создание уже первых летательных аппаратов (самолетов, дирижаблей) и их использование в годы первой мировой войны стимулировало проведение научных и прикладных исследований, связанных с созданием технических средств, способных обнаруживать эти объекты и определять их местоположение и перемещение в пространстве—координаты, высоту, направление, горизонтальную и вертикальную скорость полета. Так, появились прожекторы и звукоулавливатели, а затем радио- и лазерные локационные системы.

Однако даже первые средства обнаружения — прожекторы и звукоулавливатели—позволяли решать не только задачи обнаружения и измерения координат, но и определять, к какому классу может быть отнесен обнаруженный объект. Более того, эти средства подчас позволяли выяснить, каков тип наблюдаемого или прослушиваемого объекта.

Задачи распознавания решались не автоматически. Специально обученный оператор по внешнему виду объекта вне зависимости от его ракурса и степени освещенности или по характеру звукового сигнала, генерируемого двигателем, определял класс и даже тип обнаруженного «чужого» объекта.

Появившаяся во второй половине 30-х гг. радиолокационная техника в течение сравнительно длительного периода времени помимо обнаружения объектов решала лишь «координатные» задачи, определяла местоположение объектов в пространстве, его высоту, скорость, направление движения и т. д.

Что касается задач распознавания (определение групповых целей и ориентировочного числа объектов в группе, различение крупноразмерных и малоразмерных целей и др.), то они решались также оператором на основе визуального анализа отраженных сигналов на устройствах отображения информации, предназначенных для решения прежде всего координатных задач.

Однако по мере развития радиолокационной техники задачи распознавания приобретали все большую значимость. И если на первых порах эти задачи решались лишь с помощью методов, основанных на использовании информации стандартных «координатных» радиолокаторов, то затем стали создаваться специализированные технические средства и им соответствующие методы

лоцирования и обработки локационной информации, обеспечивающие эффективную селекцию и распознавание различных классов летательных аппаратов.

Развитию теории и техники автоматического распознавания в радиолокации, наблюдавшемуся с начала 60-х гг., способствовали следующие предпосылки: возникновение и формирование в рамках кибернетики теории распознавания образцов как самостоятельного научного направления, широкое внедрение в радиолокацию вычислительной техники и методов цифровой обработки сигналов, неуклонное возрастание энергопотенциала радиолокационных средств.

Разработка систем распознавания, и в частности радиолокационного распознавания (РЛР), сопряжена с решением целого ряда задач. Центральным является вопрос о словаре признаков, на языке которых производятся как априорные описания классов объектов, так и апостериорное описание распознаваемых объектов. Связано это с тем, что рабочий словарь признаков [1] определяет состав и технические характеристики измерительных средств системы распознавания, в данном случае РЛС, которые являются наиболее ресурсоемкими элементами системы.

В качестве признаков при радиолокационном распознавании, помимо координатных признаков (высота, скорость, траектория полета (орбиты для ИСЗ) и др.), используются так называемые радиолокационные сигнатуры. Они включают в себя пространственную, временную, спектральную и поляризационную структуры отраженных сигналов, т. е. любые характеристики отраженных сигналов, не связанные непосредственно с координатами объектов локации. Особую группу образуют вторичные признаки (параметры движения объекта относительно центра масс, форма, габариты, элементы конструкции и др.), которые могут определяться по отраженным сигнатурам на основе решения обратных дифракционных задач.

Первичные признаки (сигнатуры) используют преимущественно при решении задачи идентификации цели известного типа путем сравнения с эталонами, тогда как вторичные признаки используют главным образом при определении назначения (класса) целей. Окончательное решение о составе рабочего словаря признаков системы РЛР не может быть принято вне задачи классификации объектов, т. е. подразделения их на классы (алфавит классов). Эти задачи взаимосвязаны. Их постановка и решения определяются в конечном счете тем, во имя чего решается задача распознавания, каким арсеналом средств противодействия распознаваемым объектам располагает потребитель информации, т. е. система управления, стоящая над системой распознавания и принимающая решения в соответствии с результатами распознавания.

Задачи нахождения таких алфавита классов и словаря признаков, которые в условиях ограничения ресурсов обеспечивают максимизацию критерия эффективности системы управления, естественно

связаны с использованием тех или других решающих лравил (собственно алгоритмов селекции и распознавания).

Системы распознавания ввиду их сложности можно создать только с помощью математических и физико-математических моделей. В ходе экспериментальных исследований на моделях можно получить искомые оценки эффективности проектируемой системы распознавания в зависимости от состава ее радиолокационных средств и их технических характеристик. Значения оценок эффективности системы с учетом затрат ресурсов на ее разработку являются основой для решения вопросов о том, что должна собой представлять разрабатываемая система распознавания: состав и технические характеристики РЛС и вычислительных средств, алфавит классов и словарь признаков, алгоритмы обработки апостериорной информации, алгоритмы селекции и распознавания, алгоритмы управления процессами сбора и накопления измерительной информации.