Устройство определения возможности обнаружения взлета самолета с аэродрома радиолокационной станцией загоризонтного обнаружения

Полезная модель относится к радиотехнике и, конкретно, к системам контроля воздушного пространства, и может быть использована для определения возможности обнаружения взлета самолета с аэродрома радиолокационной станцией загоризонтного обнаружения.
Известно устройство определения возможности обнаружения взлета самолета с аэродрома радиолокационной станцией загоризонтного обнаружения [1], содержащее соединенные между собой интерфейсными линиями связи блок адаптации к геофизическим условиям, блок поиска рабочих каналов, блок обработки результатов работы блоков адаптации к геофизическим условиям и поиска рабочих каналов, блок формирования рекомендаций по параметрам работы станции загоризонтного обнаружения для успешного обнаружения взлета самолета с аэродрома.
Недостатком известного устройства является низкая точность определения возможности обнаружения взлета самолета с аэродрома радиолокационной станцией загоризонтного обнаружения, вызванная тем, что в нем не учитывается взаимное расположение станции загоризонтного обнаружения и направления взлетно-посадочной полосы аэродрома, с которого обнаруживается взлет самолета.
Задачей полезной модели является устранение недостатков известного устройства, а именно повышение точности определения возможности обнаружения взлета самолета с аэродрома радиолокационной станцией загоризонтного обнаружения.
Техническим результатом, обеспечивающим решение поставленной задачи, является автоматизация процесса определения возможности обнаружения взлета самолета с аэродрома радиолокационной станцией загоризонтного обнаружения с учетом взаимного расположения станции загоризонтного обнаружения и направления взлетно-посадочной полосы аэродрома, с которого обнаруживается взлет самолета.
Достижение заявленного технического результата и, как следствие, решение поставленной задачи обеспечивается тем, что устройство определения возможности обнаружения взлета самолета с аэродрома радиолокационной станцией загоризонтного обнаружения, содержащее соединенные между собой интерфейсными линиями связи блок адаптации к геофизическим условиям, блок поиска рабочих каналов, блок обработки результатов работы блоков адаптации к геофизическим условиям и поиска рабочих каналов, блок формирования рекомендаций по параметрам работы станции загоризонтного обнаружения для успешного обнаружения взлета самолета с аэродрома, согласно полезной модели оно дополнительно содержит последовательно соединенные блок автоматизированного расчета угла, характеризующего взаимное расположение станции загоризонтного обнаружения и направления взлетно-посадочной полосы аэродрома, с которого обнаруживается взлет самолета, блок автоматизированного расчета ожидаемой величины доплеровского смещения частоты зондирующего сигнала, блок автоматизированного расчета минимальной обнаруживаемой величины доплеровского смещения частоты зондирующего сигнала, блок сравнения ожидаемой и минимальной обнаруживаемой величины доплеровского смещения частоты зондирующего сигнала, выход которого соединен со вторым входом блока формирования рекомендаций по параметрам работы станции загоризонтного обнаружения для успешного обнаружения взлета самолета с аэродрома, выход которого является выходом информации о рекомендуемых параметрах работы станции загоризонтного обнаружения.
Дополнительное введение последовательно соединенных блока автоматизированного расчета угла, характеризующего взаимное расположение станции загоризонтного обнаружения и направления взлетно-посадочной полосы аэродрома, с которого обнаруживается взлет самолета, блока автоматизированного расчета ожидаемой величины доплеровского смещения частоты зондирующего сигнала, блока автоматизированного расчета минимальной обнаруживаемой величины доплеровского смещения частоты зондирующего сигнала и блока сравнения ожидаемой и минимальной обнаруживаемой величины доплеровского смещения частоты зондирующего сигнала, выход которого соединен со вторым входом блока формирования рекомендаций по параметрам работы станции загоризонтного обнаружения для успешного обнаружения взлета самолета с аэродрома позволяет автоматизировать процесс определения возможности обнаружения взлета самолета с аэродрома радиолокационной станцией загоризонтного обнаружения с учетом взаимного расположения станции загоризонтного обнаружения и направления взлетно-посадочной полосы аэродрома, с которого обнаруживается взлет самолета. Это в свою очередь позволяет решить поставленную задачу, а именно повысить точность определения возможности обнаружения взлета самолета с аэродрома радиолокационной станцией загоризонтного обнаружения.
Графические материалы, поясняющие суть полезной модели, представлены на фиг. 1, 2.
На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства определения возможности обнаружения взлета самолета с аэродрома радиолокационной станцией загоризонтного обнаружения.
На фиг. 2 приведено пояснение к определению взаимного расположения станции загоризонтного обнаружения и направления взлетно-посадочной полосы аэродрома, с которого обнаруживается взлет самолета.
Устройство определения возможности обнаружения взлета самолета с аэродрома радиолокационной станцией загоризонтного обнаружения включает последовательно соединенные блок 1 адаптации к геофизическим условиям, блок 2 поиска рабочих каналов, блок 3 обработки результатов работы блоков адаптации к геофизическим условиям и поиска рабочих каналов. Выход блока 3 обработки результатов работы блоков адаптации к геофизическим условиям и поиска рабочих каналов соединен с первым входом блока 4 формирования рекомендаций по параметрам работы станции загоризонтного обнаружения для успешного обнаружения взлета самолета с аэродрома. Второй вход блока 4 формирования рекомендаций по параметрам работы станции загоризонтного обнаружения для успешного обнаружения взлета самолета с аэродрома соединен с блоком 5 автоматизированного расчета угла, характеризующего взаимное расположение станции загоризонтного обнаружения и направления взлетно-посадочной полосы аэродрома, с которого обнаруживается взлет самолета, через последовательно соединенные блок 6 автоматизированного расчета ожидаемой величины доплеровского смещения частоты зондирующего сигнала, блок 7 автоматизированного расчета минимальной обнаруживаемой величины доплеровского смещения частоты зондирующего сигнала и блок 8 сравнения ожидаемой и минимальной обнаруживаемой величины доплеровского смещения частоты зондирующего сигнала.
Выход блока 4 формирования рекомендаций по параметрам работы станции загоризонтного обнаружения для успешного обнаружения взлета самолета с аэродрома является выходом информации о рекомендуемых параметрах работы станции загоризонтного обнаружения
Блок 1 предназначен для обработки информации о сигналах возвратно-наклонного зондирования ионосферы с целью определения диапазонов оптимальных рабочих частот станции загоризонтного обнаружения в изменяющейся геофизической обстановке. Блок 2 предназначен для обработки информации об электромагнитной обстановке в определенном блоком 1 диапазоне оптимальных рабочих частот. Блок 3 предназначен для обработки результатов работы блоков 1 и 2 с целью расчета вероятности правильного обнаружения самолетов при заданной вероятности ложных тревог в сложившейся геофизической и электромагнитной обстановке. Блок 4 предназначен для формирования оператору рекомендаций по параметрам работы станции загоризонтного обнаружения для успешного обнаружения взлета самолета с аэродрома с целью реализации максимально достижимых характеристик обнаружения самолета, измерения пространственных координат и параметров его движения в сложившейся обстановке [1].
Блок 5 предназначен для автоматизированного расчета угла, характеризующего взаимное расположение станции загоризонтного обнаружения и направления взлетно-посадочной полосы аэродрома, с которого обнаруживается взлет самолета. Блоки 6 и 7 предназначены соответственно для автоматизированного расчета ожидаемой и минимальной обнаруживаемой величины доплеровского смещения частоты зондирующего сигнала на основании результатов работы блока 5. Блок 8 предназначен для сравнения ожидаемой и минимальной обнаруживаемой величины доплеровского смещения частоты зондирующего сигнала. Результаты сравнения передаются в блок 4 для формирования оператору рекомендаций по параметрам работы станции загоризонтного обнаружения для успешного обнаружения взлета самолета с аэродрома.
Блоки 1-8 выполнены в виде программно-технических модулей на плате расширения ПЭВМ с архитектурой типа Х86, установленной в пункте управления радиолокационной станцией загоризонтного обнаружения.
Работа устройства определения возможности обнаружения взлета самолета с аэродрома радиолокационной станцией загоризонтного обнаружения состоит в следующем. Блок 1 принимает информацию о сигналах возвратно-наклонного зондирования ионосферы с целью определения диапазонов оптимальных рабочих частот станции загоризонтного обнаружения в изменяющейся геофизической обстановке. Определение диапазона оптимальных рабочих частот проводится по оценкам вероятности правильного обнаружения при фиксированной вероятности ложных тревог заданного типа объектов в элементарных участках зоны обзора станции.
В блоке 2 осуществляется обработка информации об электромагнитной обстановке в определенном блоком 1 диапазоне оптимальных рабочих частот. Обработка информации об электромагнитной обстановке заключается в формировании сглаженных по времени азимутально-частотных панорам активных помех, усредненных для заданных частотных полос в диапазоне оптимальных рабочих частот станции.
В блоке 3 осуществляется обработка результатов работы блоков 1 и 2 с целью расчета вероятности правильного обнаружения самолетов при заданной вероятности ложных тревог в сложившейся геофизической и электромагнитной обстановке. Полученные результаты являются частью исходных данных для формирования оператору рекомендаций по параметрам работы станции загоризонтного обнаружения для успешного обнаружения взлета самолета с аэродрома с целью реализации максимально достижимых характеристик обнаружения самолета (блок 4). Остальная часть исходных данных поступает от блока 8 в виде результатов сравнения ожидаемой и минимальной обнаруживаемой величины доплеровского смещения частоты зондирующего сигнала, которые рассчитываются в блоках 6 и 7 соответственно, на основе информации, поступающей от блока 5.
Расчет производится следующим образом. Радиолокационная станция загоризонтного обнаружения является доплеровской, то есть способна обнаруживать только те самолеты, радиальная составляющая скорости которых превышает определенный порог. Обнаружение взлета самолета с аэродрома, в первую очередь, определятся направлением взлетно-посадочной полосы (ВПП) этого аэродрома. Именно направление ВПП относительно радиолокационной станции загоризонтного обнаружения определяет величину радиальной составляющей скорости самолеты при его взлете и наборе высоты. То есть, ожидаемое и минимальное обнаруживаемое в конкретных условиях доплеровское смещение являются показателями оценки возможности обнаружения взлета самолета с аэродрома.
Очевидно, что если взаимное расположение станции и направление ВПП аэродрома характеризуется углом близким к 90 градусам, то радиальная составляющая скорости при взлете с такого аэродрома стремится к нулю, и обнаружения самолета возможно только после осуществления им маневра, которые обеспечивает прирост радиальной составляющей скорости относительно станции.
зс
Исходными данными для оценки являются информация о географических координатах аэродромов базирования самолетов и направлениях их ВПП, координаты приемной позиции станции загоризонтного обнаружения, ожидаемая взлетная скорость самолетов с аэродромов базирования и рабочая частота зондирующего сигнала радиолокационной станции (F). Исходные данные вводятся оператором в блок 5.
рад
д
В блоке 5 рассчитывается угол, характеризующий взаимное расположение станции загоризонтного обнаружения и направление ВПП аэродрома. Далее в блоке 6 оценивается радиальная составляющая ожидаемой скорости взлета самолета с аэродрома базирования (V). Полученные значения позволяют оценить ожидаемую величину доплеровского сдвига частоты зондирующего сигнала (F):
где с - скорость распространения электромагнитной волны в вакууме.
рад min
Минимальное обнаруживаемое доплеровское смещение частоты зондирующего сигнала оценивается в блоке 7 исходя из минимальной обнаруживаемой радиальной скорости самолета V:
д
д min
д
д min
Сопоставление в блоке 8 значений ожидаемого (F) и минимального (F) доплеровских смещений частоты зондирующего сигнала позволяет сформировать рекомендации по обнаружению взлета самолета ожидаемого типа с конкретного аэродрома на заданной частоте работы станции загоризонтного обнаружения. В случае, если F больше F, то обнаружение взлета самолета с аэродрома возможно, иначе - нет.
д
д min
Результаты обработки из блока 4 являются информацией о рекомендуемых параметрах работы станции загоризонтного обнаружения для успешного обнаружения взлета самолета определенного типа с конкретного аэродрома и представляют собой ожидаемую вероятность правильного обнаружения взлета самолета при заданной вероятности ложных тревог в сложившейся геофизической и электромагнитной обстановке и результаты сравнения ожидаемого (F) и минимального (F) доплеровских смещений частоты зондирующего сигнала.
Полезная модель разработана на уровне математической модели и программы для ЭВМ. Результаты испытаний модели показали повышение точности определения возможности обнаружения взлета самолета с аэродрома радиолокационной станцией загоризонтного обнаружения на 10-12%.
Источники, принятые во внимание при составлении описания и формулы полезной модели:
1. Введение в проектирование ионосферных загоризонтных радиолокаторов / В.Ф. Акимов, Ю.К. Калинин. - М.: ОАО «НПК «НИИДАР», 2017.