СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РАСПОЗНАВАНИЯ КЛАССОВ ВОЗДУШНЫХ ЦЕЛЕЙ

Система относится к радиолокационной технике и может быть использована в импульсных РЛС с высоким разрешением по угловым координатам и по дальности. Известна система /1/ /прототип/, в состав которой входит блок предварительная обработка радиолокационного сигнала, блок обнаружения, блок сегментации, блок выбора признаков селекции и классификации, блок определения приоритетов сопровождения и наведения, причем все блоки последовательно соединены друг с другом в порядке перечисления.
Система /1/ работает следующим образом. На вход блока предварительной обработки радиолокационного сигнала поступает сигнал, отраженный от цели, который подвергается предварительной селекции, частотному преобразованию, предварительному усилению и оцифровке. С выхода блока предварительной обработки радиолокационного сигнала данные в оцифрованном виде поступают в блок обнаружения. В этом блоке реализован алгоритм обнаружения сигнала на фоне помех и осуществляется
измерение параметров движения цели. С выхода блока обнаружения сигнал поступает на вход блока сегментации, где осуществляется дискретизация структуры сигнала на временные, частотные и угловые сегменты. Сегментированный сигнал с выхода блока сегментации поступает на вход блока выбора признаков селекции и классификации. В этом блоке на основе сложной цифровой обработки сегментированных сигналов определяется наиболее эффективный в конкретно сложившейся воздушной и помеховой обстановке критерий распознавания. На основе выбранного критерия осуществляется выбор класса, к которому относится сопровождаемая цель. Код класса цели с выхода блока выбора признаков селекции и классификации поступает на вход блока определения приоритетов сопровождения и наведения. В этом блоке решается задача выбора очередной воздушной цели для уничтожения. Выбранной для уничтожения цели присваивается наивысший приоритет сопровождения. Данные о цели, выбранной для уничтожения поступают с выхода блока определения приоритетов сопровождения и наведения в другие системы управления оружием, использующие радиолокационную информацию от цели. То есть выход блока определения приоритетов сопровождения и наведения является выходом системы автоматического распознавания классов воздушных целей.
Недостатком системы /1/ является низкая помехозащищенность процедуры распознавания классов цели.
Заявляемая полезная модель направлена на повышение помехозащищенности процедуры распознавания классов цели.
Заявляемая система автоматического распознавания классов воздушных целей, как и прототип, содержит блок предварительной обработки радиолокационного сигнала, блок обнаружения, блок сегментации, блок выбора признаков селекции и классификации, блок определения приоритетов сопровождения и наведения, причем вход блока предварительной обработки радиолокационного сигнала является входом системы, выход блока предварительной обработки радиолокационного
сигнала соединен с входом блока обнаружения, первый выход блока обнаружения соединен с входом блока сегментации, выход которого соединен с первым входом блока выбора признаков селекции и классификации, выход блока выбора признаков селекции и классификации соединен с входом блока определения приоритетов сопровождения и наведения, выход блока определения приоритетов сопровождения и наведения является выходом система автоматического распознавания классов воздушных целей.
В отличие от прототипа заявляемая система автоматического распознавания классов воздушных целей содержит блок оценки радиуса кривизны траектории на участке маневра и косвенной оценки массы цели и блок распознавания класса цели по оценкам параметров кривизны траектории и массы цели, причем второй выход блока обнаружения соединен с входом блока оценки радиуса кривизны траектории на участке маневра и косвенной оценки массы цели, выход блока оценки радиуса кривизны траектории на участке маневра и косвенной оценки массы цели соединен с входом блока распознавания класса цели по оценкам параметров кривизны траектории и массы цели, выход блока распознавания класса цели по оценкам параметров кривизны траектории и массы цели соединен со вторым входом блока выбора признаков селекции и классификации.
Ниже приводится пример заявляемой полезной модели. На черт.1 приведена структурная схема система автоматического распознавания классов воздушных целей. На черт.1 используются следующие обозначения:
1 - блок предварительная обработки радиолокационного сигнала;
2 - блок обнаружения;
3 - блок сегментации;
4 - блок выбора признаков селекции и классификации;
5 - блок определения приоритетов сопровождения и наведения;
6 - блок оценки радиуса кривизны траектории на участке маневра и косвенной оценки массы цели;
7 - блок распознавания класса цели по оценкам параметров кривизны траектории и массы цели.
Блок предварительной обработки радиолокационного сигнала 1 представляет собой специальный процессор для управления и обработки радиолокационной информации /2/. Блок 1 обеспечивает предварительную селекцию, частотное преобразование, предварительное усиление и оцифровку радиолокационного сигнала. Вход блока 1 является входом системы автоматического распознавания классов воздушных целей, выход блока предварительной обработки радиолокационного сигнала соединен с входом блока обнаружения 2.
Блок обнаружения 2 представляет собой специальный процессор для управления и обработки радиолокационной информации /2/. Блок 2 реализует алгоритм обнаружения сигнала на фоне помех и осуществляет измерение параметров движения цели. Первый выход блока обнаружения сигнал соединен с входом блока сегментации 3. Второй выход блока обнаружения сигнал соединен с входом блока оценки радиуса кривизны траектории на участке маневра и косвенной оценки массы цели 6.
Блок сегментации 3 представляет собой специальный процессор для управления и обработки радиолокационной информации /2/. В этом блоке осуществляется дискретизация структуры сигнала на временные, частотные и угловые сегменты. Вход блока сегментации соединен с первым выходом блока обнаружения, выход блока сегментации соединен с первым входом блока выбора признаков селекции и классификации 4.
Блок выбора признаков селекции и классификации 4 представляет собой специальный процессор для управления и обработки радиолокационной информации /2/. В этом блоке на основе сложной цифровой обработки сегментированных сигналов определяется наиболее эффективный в конкретно сложившейся воздушной и помеховой обстановке критерий распознавания. На основе выбранного критерия осуществляется выбор класса, к которому относится сопровождаемая цель. Кроме того, в
этом блоке осуществляется вычисление и сравнение параметров надежности распознавания, проведенной на основе сегментированной радиолокационной информации, и на основе анализа признаков кривизны траектории и косвенной оценки массы цели. Окончательный выбор класса цели в блоке выбора признаков селекции и классификации 4 осуществляется на основе критерия максимума надежности распознавания. Первый вход блока выбора признаков селекции и классификации соединен с выходом блока сегментации. Второй вход блока выбора признаков селекции и классификации соединен с выходом блока распознавания класса цели по оценкам параметров кривизны траектории и массы цели. Выход блока выбора признаков селекции и классификации соединен с входом блока определения приоритетов сопровождения и наведения 5.
Блок определения приоритетов сопровождения и наведения 5 представляет собой специальный процессор для управления и обработки радиолокационной информации /2/. В этом блоке решается задача выбора очередной воздушной цели для уничтожения. Выбранной для уничтожения цели присваивается наивысший приоритет сопровождения. Вход блока определения приоритетов сопровождения и наведения соединен с выходом блока выбора признаков селекции и классификации. Выход блока определения приоритетов сопровождения и наведения является выходом системы автоматического распознавания классов воздушных целей
Блок оценки радиуса кривизны траектории на участке маневра и косвенной оценки массы цели 6 представляет собой специальный процессор для управления и обработки радиолокационной информации /2/. Блок 6 обеспечивает на основе радиолокационных измерений оценку параметров, функционально связанных с летными (летно-баллистическими) характеристиками целей, а именно, оценку радиусов кривизны траектории на участках маневра цели и косвенную оценку массы цели. Вход блока оценки радиуса кривизны траектории на участке маневра и косвенной оценки массы цели соединен со вторым выходом блока обнаружения. Выход блока оценки
радиуса кривизны траектории на участке маневра и косвенной оценки массы цели соединен с входом блока распознавания класса цели по оценкам параметров кривизны траектории и массы цели.
Блок распознавания класса цели по оценкам параметров кривизны траектории и массы цели 7 представляет собой специальный процессор для управления и обработки радиолокационной информации /2/. Блок 7 обеспечивает распознавание классов целей на основе сравнения оценок параметров кривизны траектории на участках маневра и массы цели, полученных в блоке 6 с данными, хранящимися в его базе данных. Вход блока распознавания класса цели по оценкам параметров кривизны траектории и массы цели соединен с выходом блока оценки радиуса кривизны траектории на участке маневра и косвенной оценки массы цели. Выход блока распознавания класса цели по оценкам параметров кривизны траектории и массы цели соединен со вторым входом блока выбора признаков селекции и классификации.
Конструктивно система автоматического распознавания классов воздушных целей представляет собой комплект аппаратуры, размещенной в контейнерах на подвижных носителях типа автомобильное шасси. Диапазон изменения внешних факторов при эксплуатации системы автоматического распознавания классов воздушных целей соответствует группе 1.3 УХЛ ГОСТ В20.39.304-76.
Работает система автоматического распознавания классов воздушных целей следующим образом.
На вход блока предварительной обработки радиолокационного сигнала поступает сигнал, отраженный от цели, который подвергается предварительной селекции, частотному преобразованию, предварительному усилению и оцифровке. С выхода блока предварительной обработки радиолокационного сигнала оцифрованный радиолокационный сигнал поступают в блок обнаружения. В этом блоке реализован алгоритм обнаружения сигнала на фоне помех и осуществляется измерение параметров
движения цели. С первого выхода блока обнаружения сигнал поступает на вход блока сегментации, где осуществляется дискретизация структуры сигнала на временные, частотные и угловые сегменты. Сегментированный сигнал с выхода блока сегментации поступает на первый вход блока выбора признаков селекции и классификации. Со второго выхода блока обнаружения сигнал поступает на вход блока оценки радиуса кривизны траектории на участке маневра и косвенной оценки массы цели, в котором проводится оценка параметров, функционально связанных с летными (летно-баллистическими) характеристиками целей. В частности оцениваются радиусы кривизны траектории на участках маневра цели и проводится косвенная оценка массы цели. Оценки параметров кривизны траектории и массы цели поступают на вход блока, обеспечивающего распознавание классов целей на основе сравнения расчетных параметров кривизны траектории и массы с данными, хранящимися в базе данных блока 7. Код класса цели и цифровые параметры условий, характеризующих надежность распознавания класса цели по оценкам параметров кривизны траектории и массы цели, поступают с выхода блока распознавания класса цели по оценкам параметров кривизны траектории и массы цели на второй вход блока выбора признаков селекции и классификации. В блоке выбора признаков селекции и классификации 4 на основе сложной цифровой обработки сегментированных сигналов определяется наиболее эффективный в конкретно сложившейся воздушной и помеховой обстановке критерий распознавания класса цели на основе анализа сегментированной радиолокационной информации. На основе выбранного критерия осуществляется выбор класса, к которому относится сопровождаемая цель. Кроме того, в этом блоке осуществляется вычисление и сравнение параметров надежности распознавания, проведенной на основе сегментированной радиолокационной информации, и на основе анализа признаков кривизны траектории и косвенной оценки массы цели. Окончательный выбор класса цели в блоке выбора признаков селекции и
классификации 4 осуществляется на основе критерия максимума надежности распознавания. Код класса цели с выхода блока выбора признаков селекции и классификации поступает на вход блока определения приоритетов сопровождения и наведения. В этом блоке решается задача выбора очередной воздушной цели для уничтожения. Выбранной для уничтожения цели присваивается наивысший приоритет сопровождения. Данные о цели, выбранной для уничтожения, поступают с выхода блока определения приоритетов сопровождения и наведения в другие системы управления оружием, использующие радиолокационную информацию от цели. То есть выход блока определения приоритетов сопровождения и наведения является выходом системы автоматического распознавания классов воздушных целей.
Проверка эффективности система автоматического распознавания классов воздушных целей проведена путем натурного эксперимента, который показал, что применение заявляемой системы позволяет повысить вероятность правильного распознавания классов целей в сложной помеховой обстановке на 15-20% по сравнению с прототипом.
Представленный вариант построения система автоматического распознавания классов воздушных целей не исчерпывает возможные способы ее практического исполнения.
Источники, принятые во внимание:
1. Зарубежная радиоэлектроника, 1992, №2, c.11, рис.2 (прототип).
2. Информационные технологии в радиотехнических системах. Под ред. И.Б.Федорова. - М.: МВТУ им. Баумана, 2004, с.365.