УСТРОЙСТВО ИДЕНТИФИКАЦИИ ВОЗДУШНОГО ОБЪЕКТА

Предлагаемая полезная модель относится к области вторичной цифровой обработки радиолокационных сигналов может быть использована для повышения достоверности идентификации воздушного объекта.
Известно устройство, реализующее навигационно-связной метод идентификации, которое может быть использовано и для идентификации воздушного объекта, содержащее первый и второй калмановские фильтры, первый и второй вычислители, первый, второй и третий блоки вычитания, сумматор по времени и пороговое устройство, причем вход первого, первый вход второго калмановских фильтров, первые входы первого и второго блоков вычитания объединены и подключены к выходу первой радиолокационной станции, первый выход первого калмановского фильтра соединен со вторым входом первого блока вычитания, выход которого соединен с первым входом первого вычислителя, второй вход которого соединен со вторым выходом первого калмановского фильтра, второй вход второго калмановского фильтра подключен к выходу второй радиолокационной станции, а его первый и второй выходы соединены соответственно с первым входом второго вычислителя и вторым входом второго блока вычитания, выход которого соединен со вторым входом второго вычислителя, выход которого соединен с первым входом третьего блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом первого вычислителя, а выход - со входом сумматора по времени, выход которого соединен с первым входом порогового устройства, на второй вход которого подается цифровой код порога вероятности идентификации летательных аппаратов, а его выход является выходом устройства идентификации воздушного объекта [1].
В результате работы данного устройства на его выходе формируется решение об идентификации воздушного объекта с вероятностью, не ниже ее порогового значения.
Недостатком данного устройства является недостаточная вероятность идентификации воздушного объекта, что обусловлено отсутствием возможности дополнительного использования информации при ее обработке непосредственно с выхода второй радиолокационной станции.
Заявляемая полезная модель направлена на достижение цели - повысить вероятность идентификации воздушного объекта.
С этой целью в устройство идентификации воздушного объекта, содержащее первый и второй калмановские фильтры, первый, второй и третий блоки вычитания, первый и второй вычислители и пороговое устройство, причем вход первого, первый вход второго калмановских фильтров и первый вход первого блока вычитания объединены и подключены к выходу первой радиолокационной станции, первый выход первого калмановского фильтра соединен со вторым входом первого блока вычитания, выход которого соединен с первым входом первого вычислителя, второй вход которого соединен со вторым выходом первого калмановского фильтра, второй вход второго калмановского фильтра подключен к выходу второй радиолокационной станции, первый выход второго калмановского фильтра соединен с первым входом второго блока вычитания, выход которого соединен с первым входом второго вычислителя, второй вход которого соединен со вторым выходом второго калмановского фильтра, выход второго вычислителя соединен с первым входом третьего блока вычитания, выход которого соединен с первым входом порогового устройства, на второй вход которого подается цифровой код порога вероятности идентификации воздушного объекта, а его выход является выходом устройства идентификации воздушного объекта, дополнительно введены третий калмановский фильтр, третий вычислитель, временной селектор, четвертый блок вычитания и сумматор, причем вход третьего калмановского фильтра, первый вход четвертого блока вычитания и первый вход временного селектора объединены и подключены к выходу второй радиолокационной станции, первый выход третьего калмановского фильтра соединен со вторым входом четвертого блока вычитания, выход которого соединен с первым входом третьего вычислителя, второй вход которого соединен со вторым выходом третьего калмановского фильтра, выходы первого и третьего вычислителей соединены соответственно с первым и вторым входами сумматора, выход которого соединен со вторым входом третьего блока вычитания, второй вход временного селектора подключен к выходу первой радиолокационной станции.
На фигуре 1 представлена блок-схема устройства идентификации воздушного объекта. Устройство идентификации воздушного объекта содержит первый 1, второй 2 и третий 3 калмановские фильтры, первый 4, второй 5, третий 6 и четвертый 7 блоки вычитания, первый 8, второй 9 и третий 10 вычислители, пороговое устройство 11, временной селектор 12 и сумматор 13, причем вход первого 1, первый вход второго 2 калмановских фильтров, второй вход временного селектора 12 и первый вход первого блока 4 вычитания объединены и подключены к выходу первой радиолокационной станции, первый выход первого калмановского фильтра 1 соединен со вторым входом первого блока 4 вычитания, выход которого соединен с первым входом первого вычислителя 8, второй вход которого соединен со вторым выходом первого калмановского фильтра 1, второй вход второго калмановского фильтра 2, вход третьего калмановского фильтра 3, первый вход временного селектора 12 и первый вход четвертого блока 7 вычитания объединены и подключены к выходу второй радиолокационной станции, первый выход второго калмановского фильтра 2 соединен с первым входом второго блока 5 вычитания, второй вход которого соединен с выходом временного селектора 12, а выход соединен с первым входом второго вычислителя 9, второй вход которого соединен со вторым выходом второго калмановского фильтра 2, выход второго вычислителя 9 соединен с первым входом третьего блока 6 вычитания, выход которого соединен с первым входом порогового устройства 11, на второй вход которого подается цифровой код порога вероятности идентификации воздушного объекта, а его выход является выходом устройства идентификации воздушного объекта, первый выход третьего калмановского фильтра 3 соединен со вторым входом четвертого блока 7 вычитания, выход которого соединен с первым входом третьего вычислителя 10, второй вход которого соединен со вторым выходом третьего калмановского фильтра 3, выходы первого 8 и третьего 10 вычислителей соединены соответственно с первым и вторым входами сумматора 13, выход которого соединен со вторым входом третьего блока 6 вычитания.
Третий калмановский фильтр 3 аналогичен первому калмановскому фильтру 1.
Новыми признаками, обладающими существенными отличиями являются.
1. Введение в устройство третьего калмановского фильтра, подключенного к выходу второй радиолокационной станции, третьего вычислителя, четвертого блока вычитания, временного селектора и сумматора.
2. Новые связи между известными и новыми блоками.
Данные признаки являются новыми, поскольку в известных источниках не обнаружены. Применение новых признаков в совокупности с известными позволит повысить вероятность идентификации летательных аппаратов за счет использования дополнительной информации при ее обработке, получаемой отдельно с выхода второй радиолокационной станции.
Устройство идентификации воздушного объекта работает следующим образом (фигура 1).
µ
ν
На выходах первой и второй радиолокационных станций в различные моменты времени µ и ν формируются измерения η и ξ вектора состояния воздушного объекта, определяемые соответственно, как
где
H - матрица связи измеряемых и истинных параметров состояния воздушного объекта;
µj
νi
X, X - вектора истинных параметров состояния j-ого и i-ого воздушного объекта в моменты времени µ и ν соответственно;
ηµ
ξν
ε, ε - вектор ошибок измерения соответственно на выходе первой и второй радиолокационной станции.
µ
ν
µ
ν
ηη
ηξ
ξξ
Измерение η поступает на объединенные входы первого калмановского фильтра 1, первые входы второго калмановского фильтра 2, первого блока 4 вычитания и второй вход временного селектора 12, измерение ξ поступает на объединенные вход третьего калмановского фильтра 3, первые входы временного селектора 12 и четвертого блока 7 вычитания и второй вход второго калмановского фильтра 2. На первых выходах первого 1, второго 2 и третьего 3 калмановских фильтров формируются соответственно прогнозируемые (экстраполированные) оценки вектора состояния воздушного объекта ,  и , которые поступают соответственно на вторые входы первого 4, четвертого 7 и первый вход второго 5 блоков вычитания. Кроме того, на второй вход второго блока 5 вычитания с выхода временного селектора 12 поступает либо измерение η, либо измерение ξ. В результате на выходах первого 4, второго 5 и четвертого 7 блоков вычитания формируются невязки между истинным и прогнозируемым значениями измерений, которые подаются на первые входы соответственно первого 8, второго 9 и третьего 10 вычислителя, на вторые входы которых соответственно со вторых выходов первого 1, второго 2 и третьего 3 калмановских фильтров поступают значения соответствующих корреляционных матриц R(µ), R(k) и R(ν). В результате на выходах первого 8, второго 9 и третьего 10 вычислителей формируются соответственно следующие значения квадратичной формы
;
;
,
где при k=µ-ζ=η, а при k=ν-ζ=ξ.
µ
ν
k
µ
ν
Подключение ко второму входу второго блока 5 вычитания измерения η или ξ (разделение ζ на η и ξ) осуществляется с помощью временного селектора 12.
Значения квадратичных форм  и  суммируются в сумматоре 13 и поступают на второй вход третьего блока 6 вычитания, на первый вход которого поступает значение квадратичной формы . В результате на выходе третьего блока 6 вычитания формируется значение решающей статистики вида
,
которое сравнивается в пороговом устройстве 11 с цифровым кодом порога вероятности идентификации воздушного объекта. При его превышении принимается решение об идентификации воздушного объекта, т.е. о том, что обе радиолокационной станции осуществляют наблюдения одного и того же воздушного объекта (j=i).
Для оценки достижения цели изобретения было произведено его моделирование, в результате которого установлено, что вероятность идентификации воздушного объекта без применения новых признаков составляет не более 0,9, а с их применением - не менее 0, 95, т.е. предлагаемая полезная модель позволит повысить вероятность идентификации воздушного объекта.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Скрынников В.Г., Терентьев С.В. Навигационно-связной метод идентификации // Статистический синтез радиосистем, 1997 г., №2 (прототип).