СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ И СОПРОВОЖДЕНИЯ ЦЕЛИ
METHOD OF DETECTING AND TRACKING TARGET

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано при разработке перспективных РЛС или при их модернизации.
Для обеспечения контроля воздушного пространства необходимо обнаруживать цель с высокой вероятностью на границе контролируемого пространства, измерять ее координаты с требуемой точностью и сопровождать ее. Процесс сопровождения цели начинается после обнаружения цели, завязки ее трассы, обнаружения ее траектории и заключается в уточнении параметров траектории, экстраполяции ее параметров на момент следующего измерения, выставки стробов и т.д. (Кузьмин С.З. Основы проектирования систем цифровой обработки радиолокационной информации. М.: Радио и связь, 1986, с.108, п.3.1; с.110, 2 абз. [1]). Очень важной является задача увеличения дальности завязки трассы цели при ограниченном уровне излучаемой энергии РЛС.
Известен способ обнаружения и сопровождения цели с помощью пассивных многопозиционных систем, использующих облучение цели за счет энергии внешних радиоэлектронных средств (РЭС), например телецентров, или даже источников природного характера: молний, солнца, некоторых звезд (Справочник по радиолокации под ред. Сколника М. - М.: Сов. радио, 1978, т.4, с.213, последний абз., с.214, 1-3 абз. [2]). Кроме того, при современном уровне насыщенности территорий радиолокационными станциями каждая цель с достаточно большой частотой облучается их сигналами.
Обнаружение цели, завязка ее трассы, обнаружение ее траектории и ее сопровождение осуществляют за счет приема в разнесенных в пространстве точках отраженной целью энергии внешних источников и совместной обработки сигналов. Отраженные целью сигналы посторонних РЛС и других РЭС будут восприниматься приемными пунктами как шумы, поскольку моменты их приема и их параметры будут случайными.
Преимущество таких систем состоит в том, что для их функционирования не требуется затрат энергии на облучение цели, а недостаток в том, что для их реализации необходимо иметь несколько разнесенных приемных позиций с обеспечением системы связи между ними.
Известен способ радиолокационного сопровождения цели, основанный на принятии решения об обнаружении цели, если уровень принятого сигнала достиг порога обнаружения, установленного исходя из допустимого уровня ложной тревоги, на формировании строба сопровождения по этому сигналу, на взятии его на сопровождение выделенным для него каналом сопровождения, на дополнительном формировании строба предварительного сопровождения по сигналам, не достигшим порога обнаружения, на сбрасывании их с предварительного сопровождения в случае необходимости освобождения канала сопровождения для вновь обнаруженных целей, на том, что при каждом приеме сигнала в стробе предварительного сопровождения вычисляют вероятность ложной тревоги и при снижении ее до допустимого уровня принимают решение об обнаружении цели в этом стробе, который переводят в строб сопровождения (Решение о выдаче патента на изобретение по заявке №2009145777/09 (065234) [3]).
Этот способ обеспечивает увеличение дальности завязки трасс по целям, которые могут быть обнаружены в стробах предварительного сопровождения, что достигается без увеличения уровня излучаемой энергии РЛС за счет использования всех свободных вычислительных ресурсов по сопровождению для начала сопровождения по сигналам, не достигшим порога обнаружения, как предварительного сопровождения, а также увеличение дальности обнаружения цели (до достижения отраженного от нее сигнала порогового уровня), что получают за счет межобзорного накопления информации в стробах предварительного сопровождения. Недостаток способа состоит в том, что для его реализации во всей зоне обзора требуется большое количество каналов сопровождения, что не всегда может быть реализовано.
Наиболее близким является способ обнаружения и сопровождения цели, заключающийся в том, что дополнительно к адаптивному обзору контролируемого пространства радиолокационной станцией (РЛС) осуществляют прием энергии в диапазоне частот внешних радиоэлектронных средств (РЭС), работающих в контролируемом пространстве, определяют угловые координаты направления, в котором обнаружено превышение принятой энергии РЭС порогового уровня, увеличивают энергию излучения РЛС в этом направлении при условии, что цель РЛС не обнаружена, обнаруживают цель и ее траекторию с помощью РЛС и ведут ее сопровождение (Патент №2218581 [4]).
Достоинство этого способа состоит в увеличении дальности обнаружения цели и дальности завязки трассы, что достигается за счет увеличения излучаемой энергии в направлении повышенной вероятности наличия необнаруженной цели, но в этом состоит и недостаток способа, поскольку не всегда может быть обеспечена возможность увеличения излучаемой энергии.
Решаемой задачей (техническим результатом) является устранение отмеченного недостатка, а именно увеличение дальности обнаружения цели и дальности завязки трассы без увеличения излучаемой энергии в направлении повышенной вероятности наличия необнаруженной цели.
Задача решается за счет снижения порога обнаружения в направлениях с повышенной вероятностью наличия необнаруженных целей.
Указанный результат достигается тем, что в известном способе обнаружения и сопровождения цели, основанном на том, что дополнительно к адаптивному обзору контролируемого пространства радиолокационной станцией (РЛС) осуществляют прием энергии в диапазоне частот внешних радиоэлектронных средств (РЭС), согласно изобретению при осмотре направлений с повышенным в диапазоне внешних РЭС уровнем шумов принимают решение о предварительном обнаружении цели и берут ее на предварительное сопровождение в стробе предварительного сопровождения, если уровень принятого сигнала РЛС находится ниже порога обнаружения, но выше дополнительного порога, устанавливаемого таким, чтобы количество предварительно сопровождаемых целей не превышало число каналов, выделенных для предварительного сопровождения, и при каждом приеме сигнала в стробе предварительного сопровождения вычисляют вероятность ложной тревоги и при снижении ее до допустимого уровня принимают решение об обнаружении цели в этом стробе, который переводят в строб сопровождения.
Суть изобретения состоит в следующем. С помощью РЛС осуществляют обзор контролируемого пространства. Одновременно с этим с осматриваемого направления дополнительно осуществляют прием энергии в диапазоне внешних РЭС, работающих в контролируемом пространстве, т.е. тех РЭС, которые могут облучать цели, находящиеся в осматриваемом направлении: энергия телевизионных центров, передатчиков радиосвязи, других РЛС и т.д. При этом выделяют направления с повышенным в диапазоне внешних РЭС уровнем шумов, т.е. направления, с которых принимают шумы с уровнем выше, чем с соседних или выше, чем усредненный по всем направлениям выделенной зоны пространства. Для приема отраженных от цели сигналов РЛС с этих направлений вместо увеличения уровня энергии РЛС, как в прототипе, снижают пороговый уровень обнаружения цели (т.е. допускают увеличение уровня ложной тревоги) за счет установки дополнительного порога ниже, чем порог обнаружения, установленный исходя из выполнения требований по допустимой вероятности ложной тревоги, и принимают решение о предварительном обнаружении цели, если уровень принятого сигнала РЛС находится выше дополнительного порога, но ниже порога обнаружения (если выше, то принимают решение не о предварительном обнаружении, а об обнаружении цели). После принятия решения о предварительном обнаружении цели ее берут на предварительное сопровождение, путем выставки строба предварительного сопровождения, занимая каналы, выделенные для предварительного сопровождения; при этом, чем ниже уровень дополнительного порога, тем выше вероятность предварительного обнаружения цели и взятие ее на предварительное сопровождение на границе (или дальше границы) контролируемого пространства, но тем больше потребуется каналов предварительного сопровождения, поэтому уровень дополнительного порога устанавливают таким, чтобы количество предварительно сопровождаемых целей не превышало число каналов, выделенных для этих целей.
Процедуры по предварительному сопровождению выполняют те же, что и при сопровождении, а отличие решения о предварительном обнаружении цели от решения об обнаружении цели состоит в том, что информация потребителю выдается только после принятия решения об обнаружении цели, которое состоится, когда в стробе предварительного сопровождения вероятность ложной тревоги снизиться до допустимого уровня. Это станет возможным, если в р периодах обзора в s-м стробе предварительного сопровождения не выполняли сброса сигнала, в этом случае результирующая вероятность ложной тревоги в s-м стробе будет равна
ts
rps
rps
0
0
, где P - вероятность ложной тревоги в s-м стробе предварительного сопровождения в t-м периоде обзора. Значение P вычисляют при каждом приеме сигнала в стробе предварительного сопровождения. Как только выполнится условие P≤Р (Р - допустимая вероятность ложной тревоги), так примут решение об обнаружении цели в этом стробе, который переведут в строб сопровождения, хотя ни в одном из р периодов обзора уровень сигнала в s-м стробе предварительного сопровождения мог не достигать порога обнаружения; если же в s-м стробе предварительного сопровождения в k-м периоде обзора уровень сигнала достиг порога обнаружения, то сразу принимают решение об обнаружении цели в этом стробе, который переведут в строб сопровождения (т.е. трасса уже ведется и траектория обнаружена); все это и обеспечивает увеличение дальности обнаружения цели и завязки трасс по целям, уровень которых может быть ниже порога обнаружения и которые могут быть обнаружены в стробах предварительного сопровождения.
Таким образом, за счет новой совокупности известных признаков достигается технический результат: увеличение дальности обнаружения цели и завязки ее трассы (до достижения отраженным от нее сигнала порогового уровня) без увеличения излучаемой энергии сигнала и при ограниченном числе требуемых каналов предварительного сопровождения, поскольку предварительное сопровождение осуществляют не во всей зоне, а только в направлениях с наибольшей вероятностью наличия необнаруженных целей.