Разработки, предназначены для выработки новых алгоритмов распознавания классов целей

Аннотация

Ключевые слова: Распознавание, класс цели, алгоритмы распознавания.

Key words: Recognition, target class, recognition algorithms.

Распознавание--это принятие решения о принадлежности воздушного объекта к классу или типу летательных аппаратов на основе отраженного сигнала или собственных колебаний и выделения признаков для данного класса.

Задача радиолокационного распознавания сводится к установлению принадлежности разрешаемой цели к определенному к классу. В настоящее время аппаратура распознавания является новой для РЭС РТВ.

Разработка предложений в этой области производится и по сей день. Задача радиолокационного распознавания целей встала остро прежде всего в радиолокационных системах противоракетной обороны. Однако и в системах ПВО эта задача за последнее время приобрела большую актуальность. Аппаратура распознавания позволит повысить эффективность ведения боя в сложной воздушной обстановке. В первом эшелоне системы ПВО находятся РТС способные произвести боевое взаимодействие, этот наиболее важный элемент боевого порядка составляют РЛС 22Ж6М,5Н87 и т.д.

Автоматизированная группировка в составе РЛС боевого режима и аппаратуры АСУ способны производить наведение ИА и ЗРВ. Информация о классе воздушного объекта позволит в короткий срок определить приоритетность при целераспределении ИА и ЗРВ. Аппаратура распознавания реализованная на современных РЛС боевого режима не способна в полной мере реализовать свои боевые возможности, так как принципы заложенные при её реализации требуют специфические априорные данные.

Задача радиолокационного распознавания целей встала остро прежде всего в радиолокационных системах противоракетной обороны. Однако и в системах противосамолетной обороны эта задача за последнее время приобрела большую актуальность.

Для решения задач очередности и ответственности обстрела целей важно знать класс целей и в связи с этим выполняемые ими функции стратегический бомбардировщик, истребитель-бомбардировщик, отвлекающая цель-ловушка, управляемая или неуправляемая ракета класса «воздух-земля», самонаводящийся на источник радиоизлучения снаряд, крылатая ракета, дрейфующий аэростат, вертолет и т.д.

Задача радиолокационного распознавания возникает также и в РЛС разведки наземных целей когда нужно определить по отраженному сигналу тип цели: танк, бронетранспортер, автомобиль, группа людей, одиночный человек (бегущий, идущий, ползущий) и т.д.

Следовательно, задача радиолокационного распознавания сводится к установлению принадлежности разрешаемой цели к определенному классу. Заметим, что установление государственной принадлежности целей составляет содержание самостоятельной задачи «опознавания целей», решаемой путем кодирования и расшифровки запросного и ответного сигналов. Эта задача является двухальтернативной.

Результатом опознавания является одно из двух решений: «цель своя» или «цель чужая». Задача опознавания ниже не обсуждается.

В настоящее время наметились три основных направления распознавания целей:по тактическим, траекторным и сигнальным признакам.

Тактические признаки определяются тактикой применения объектов отдельного класса: тактическое предназначение ВО (бомбардировщик, истребитель, крылатая ракета и так далее); дальность применения бортового вооружения и техники (средств разведки, ракет, снарядов и тому подобное); удаление от линии боевого соприкосновения; и так далее.

Траекторные признаки формируются при анализе особенностей движения объектов в пространстве: вид траектории, скорость, высота и другие. радиолокационное распознавание сигнальный траекторный

Сигнальные признаки определяются параметрами сигналов, полученных при приеме и обработке отраженной ЭМВ в приемном устройстве.

Одним из наиболее эффективных направлений является распознавание классов целей по траекторным признакам. При этом каждый класс целей характеризуется своей траекторией полета, описываемой дальностью, угловыми координатами вазимутальной и угломестной плоскостях, высотой, скоростью и направлением их изменения. Достоинством устройств распознавания, использующих траекторные признаки, является простота из реализации и следовательно возможность их использования в любых РЛС.

В общем случае ВО могут описываться различными параметрами, определяемыми их техническими характеристиками и тактикой их применения. Например, грузоподъемность, геометрические размеры практический потолок и так далее. Однако не все такие параметры могут использоваться для радиолокационного распознавания. Причиной этого является то, что с помощью радиолокационных измерительных методов возможен анализ лишь тех параметров, которые способны вносить изменения в отраженное электромагнитное поле. В настоящее время радиолокационные методы позволяют измерять наклонную дальность доВО и его скорость, угловые координаты цели относительно РЛС. Анализ тонкой структуры отраженного сигнала позволяет определять геометрические размеры летательных аппаратов, типы силовых установок и так далее. И поэтому в качестве априорных признаков распознавания классов целей будем рассматривать:радиальный размер цели, скорость, ЭПР, турбовинтовой эффект, ракурс цели.

Алгоритм распознавания состоит в том, что при получении отраженного сигнала от цели происходит корреляционная оценка полученного суммарного портрета с девятью портретами для различных ракурсов цели. Затем определяется радиальный размер ВО, который поступает на устройство принятия решения, где полученный радиальный размер сравнивается с пороговым значением 30 м. Если выполняется условие Ь > 30 м, то принимается решение о принадлежности ВО к классу бомбардировщик и отображается формуляр бомбардировщик (значение 30 м взято на основании анализа основных ТТХ СВН вероятного противника). Если условие не выполняется, то алгоритм относит принадлежность ВО к средним или малоразмерным классам. При этом проверяется условие 30 м > Ь > 8 м, если оно выполняется, то рассматриваются 2 класса как истребитель и вертолет - так как их радиальные размеры почти одинаковые, то их по этому признаку не разделить. Для этого проверим ВО на наличие турбовинтового эффекта. Турбовинтовой эффект заключается в следующем: спектр отраженного сигнала обогащается спектральными составляющими за счет вращения лопастей, при этом основной вклад вносит последняя треть винта вертолета. Движение лопасти винта и вертолета обеспечивает доплеровский сдвиг примерно на 3000 Гц (доказано расчетами) относительно несущей частоты. За счет изменения радиальной скорости движения вертолета, его энергетический спектр может смещаться относительно Гы вправо или влево (Рис. 2.).

Если условие Бтвз =± 3000 Гц, то выдается формуляр на БИО, что ВО принадлежит классу вертолет, если условие не выполняется, то отображается формуляр истребитель.

Если не выполняется условие 30 м > Ь > 8 м, то ВО относится к малоразмерному классу. После этого проверяем цель на ЭПР. Если ЭПР больше 0,4 м² (взято из анализа основных ТТХ СВН вероятного противника), то выдается формуляр о принадлежности ВО к классу ракета-ловушка. Если условие не выполняется, то будем рассматривать принадлежность ВО к классам ПРР и ракета. Для чего будем использовать траекторные признаки как скорость цели и ракурс цели. Если скорость цели меньше 550 м/с (значение взято из анализа основных ТТХ СВН), то на БИО отображается формуляр ракета. Если скорость цели больше 550 м/с, то проверяется курсовой параметр \|/ к. Если \|/ к = ± 3° (значение взято из основных ТТХ ПРР), то принимается решение о принадлежности ВО к классу ПРР, если не выполняется, то принимается решение о принадлежности к классу ракета.

Полученные результаты радиолокационного распознавания полностью достоверными (Р=1), для всех исследуемых целей не представляется возможным, независимо от того какое количество информации обеспечено выбором параметров РЛС, со встроенной системой распознавания. Следовательно такие параметры РЛС, как отношение сигнал/шум, время получения и обработки информации и полоса частот, могут обеспечить только потенциальные возможности правильного распознавания целей. Эффективность же распознавания в конечном итоге будет определяться полным учетом в выборе зондирующего сигнала и архитектурных особенностей всех назначенных для распознавания целей. Следует так же подчеркнуть, что повышение эффективности радиолокационного распознавания не является основной целью. В данном случае результаты радиолокационного распознавания должны использоваться, для повышения качества ведения воздушного и противовоздушного боя.

Итоги военного противоборства, в свою очередь, наиболее отчетливо изменяются числом и важностью уничтоженных целей противника или ценой предотвращаемого ущерба. Поэтому с практической точки зрения, говорить об эффективности системы радиолокационного распознавания без оценки конечных результатов, к которым оно приводит, нецелесообразно. Так разработанная система распознавания должна быть прежде всего оценена по её потенциалу, по увеличению числа сбитых целей за счет совершенствования качества РЛИ, которое может быть достигнуто путем оптимизации структуры и параметров зондирующих сигналов.

Таким образом, проанализировав возможные варианты реализации, принцип построения, а так же опыт создания можно сделать вывод, что у данной разработки, несомненно, есть будущие. Образцы вооружения российского производства пока не в полной мере отвечают современным требованиям. Следовательно, существует необходимость изучения и развития данной тематики.

Использованные источники

1. Ширман Я.Д. «Методы радиолокационного распознавания». Зарубежная радиоэлектроника - 1996г № 11.

2. Давыдов В.С., Лукошкин А.П. «Распознавание сложных целей. Разрешение и распознавание». С-Петербург Изд. «Янис» 1993г «Оценка эффективности радиолокационного распознавания».

3. Бакулев, П.А. Радиолокационные и радионавигационные системы/ П.А. Бакулев, A.A. Сосоновский. М.: Радио и связь, 1994.

4. Бакулев, П.А. Методы и устройства селекции движущихся целей/ П.А. Бакулев, В.М. Степин. М.: Радио и связь, 1986.

5. Веремьев, В.И. Использование диаграммы рассеяния цели в задачах радиолокационного распознавания/ В.И. Веремьев, ЧиньСуанШинь// Изв. вузов России,- Радиоэлектроника.- 2006.

6. Шинь// Изв. СПб ГЭТУ "ЛЭТИ". - Сер. Радиотехника и телекоммуникации,-2006.

Размещено на Allbest.ru