На правах рукописиУДК 621.396.96БОГОСЛОВСКАЯ МАРИЯ АЛЕКСАНДРОВНАПОВЫШЕНИЕ ДОСТОВЕРНОСТИ И ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ КООРДИНАТ ЦЕЛЕЙ МОНОИМПУЛЬСНЫМ ПЕЛЕНГАТОРОМСпециальность 05.12.14 – Радиолокация и радионавигацияАвторефератдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукМосква 2008Работа выполнена на кафедре «Радиолокация и радионавигация» Московского авиационного института (государственного технического университета).Научный руководитель: доктор технических наук Гаврилов К. Ю.Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Юдин В.Н.доктор технических наук, профессор Почуев С.И.Ведущая организация – ОАО «Концерн радиостроения "Вега"»Защита состоится «_11_» _ноября_ 2008 г. на заседаниидиссертационного совета Д 212.125.03 Московского авиационного института (государственного технического университета)С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МАИ.Отзыв в двух экземплярах, заверенный печатью, просим направлять по адресу:125993, Москва, А-80, ГСП-3, Волоколамское шоссе, д. 4, Учёный Совет МАИ.Ученому секретарю диссертационного совета Д 212.125.03.Автореферат разослан «_____» _______________2008 г. Учёный секретарьдиссертационного советак.т.н., с.н.с. ________________ М.И.Сычёв ^ ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность работы Достоверность и точность измерения угловых координат (УК) целей являются одними из важнейших требований, предъявляемых к бортовым радиолокационным системам (БРЛС) различного назначения. При этом под достоверностью измерений УК моноимпульсным пеленгатором (МП) будем понимать вероятность обеспечения измерений с заданной точностью. Повышение точности и достоверности измерений позволяет снизить размер строба, формируемого вокруг первичной отметки цели. Целесообразность повышения достоверности и точности измерения УК определяется взаимосвязью между показателями качества результатов первичных измерений и вторичной обработки. В режиме слежения или сопровождения цели выбор размера строба, по которому определяется принадлежность отметки к той или иной траектории, определяет вероятность срыва сопровождения и вероятность перепутывания целей. Актуальность повышения точности измерения УК обусловлена практически прямопропорциональной зависимостью между значением среднеквадратической ошибки (СКО) измерения УК цели и размером строба вторичной обработки. Уменьшение размеров стробов при вторичной обработке приводит к сокращению времени захвата воздушной цели, что весьма актуально для БРЛС переднебокового обзора. Повышение достоверности измерения УК приводит к уменьшению вероятности ложного захвата цели по боковому лепестку и, следовательно, к уменьшению вероятности перепутывания траекторий близко расположенных целей и срыва слежения. Моноимпульсный датчик, использующий для вычисления УК нормированные сигналы угловых ошибок (СУО), является оптимальным по критерию максимального правдоподобия при условии линейной связи между СУО и значениями УК. Однако пеленгационные характеристики (ПХ) являются линейными только в пределах рабочей зоны (РЗ), соответствующей половине ширины главного лепестка суммарной диаграммы направленности антенны (ДНА). Также неотъемлемым свойством ПХ, обусловленным многолепестковостью ДНА, является неоднозначность, приводящая к аномальным ошибкам измерения УК. В то же время между данными различных приёмных каналов моноимпульсного пеленгатора существует корреляция, т.к. суммарная, азимутальная, угломестная и квадрупольная ДНА являются линейными комбинациями парциальных диаграмм, соответствующие ПХ – функциями как азимута, так и угла места. Использование не учитываемых ранее взаимосвязей между тремя СУО позволяет существенно повысить потенциальные возможности МП, т.е. повысить достоверность и точность угловых измерений.^ Цель и задачи исследований Целью работы является синтез и анализ алгоритмов повышения достоверности и точности измерения УК на основе совместного использования многоканальных данных моноимпульсных измерений, т.е. сигналов угловых ошибок.^ Постановка научной проблемы МП, ввиду относительной сложности, обусловленной его многоканальностью (наличием трех приемно-усилительных каналов при аддитивной обработке сигналов и четырех каналов при мультипликативной обработке) и трёхмерностью сигналов каждого из каналов, содержащих информацию о дальности, азимуте и угле места, можно рассматривать в качестве объекта радиолокационной системотехники. Согласно её теории, в результате функционального взаимодействия угломерных каналов и наличия взаимосвязи между ними, система приобретает ряд новых свойств, использование которых при решении различных радиолокационных задач позволяет наиболее полно раскрыть потенциальные возможности моноимпульсного метода. Определение и использование таких связей для повышения достоверности и точности измерения УК составляет суть научной проблемы диссертации. При этом следует учитывать, что ввиду многолепестковости и существенной нелинейности ПХ в большей части углов, установление аналитической зависимости между значениями СУО и достоверностью наблюдений труднодостижимо. В связи с этим в работе для аппроксимации такой зависимости широко применялись методы теории информации, распознавания образов и статистического моделирования на ПК.^ Методы исследований В диссертационной работе при разработке новых алгоритмов использовались методы теории вероятностей и математической статистики, статистической теории оценивания, теории информации, теории распознавания образов и статистического моделирования. Для оценки значений информационных признаков (параметров ПХ) использовался метод максимального правдоподобия, а для определения взаимосвязи между СУО различных каналов – методы теории нейронных сетей. Достоверность результатов исследований подтверждается корректным применением математического аппарата при решении поставленных задач и широким применением метода статистического моделирования на ПК.^ Научная новизна работы Установлены новые признаки наличия цели в РЗ, вычисляемые по наблюдаемым данным МП на скользящем временном интервале в режиме сопровождения на проходе (СНП), позволяющие повысить достоверность измерения УК.Установлены новые признаки наличия цели в РЗ для двухдиапазонного МП, вычисляемые по одиночным отсчётам СУО в режиме слежения за целью.Для определения факта наличия цели в рабочей зоне ПХ при многоканальных измерениях впервые предложено использование обученной НС, функционирующей в качестве нелинейного фильтра. Обучение НС должно проводиться по данным измерений МП внутри и за пределами РЗ.Для измерения УК МП в режиме СНП внутри РЗ впервые предложено использовать обученную динамическую НС с набором многоотводных линий задержки в качестве элементов краткосрочной памяти.Проведён анализ эффективности разработанных алгоритмов повышения достоверности и точности измерения УК МП и получены результаты их сравнения с известными методами.Научная новизна работы подтверждена шестью патентами, теоретические и прикладные результаты исследований изложены в статьях и научно-исследовательских отчётах.^ Практическая значимость работ