Обнаружение траекторий движущихся прямолинейно воздушных целей при вторичной обработке радиолокационной информации

Введение. Основными задачами вторичной обработки радиолокационной информации являются обнаружение и сопровождение траекторий движения воздушных целей (ВЦ). При этом процесс обнаружения траекторий движения ВЦ принято характеризовать вероятностями их обнаружения и средним временем их автозахвата. При движении цели ее дальность от радиолокационной станции (РЛС) изменяется, что приводит к изменению отношения сигнал/шум и вероятности обнаружения ВЦ.

Цель работы. Оценка влияния изменения вероятности обнаружения прямолинейно движущейся цели при радиолокационных наблюдениях на характеристики обнаружения траектории ее движения при вторичной обработке радиолокационной информации.

Методы. Используются методы математической статистики: проверка статистических гипотез, оценка параметров распределений и теория возмущений по малому параметру. В качестве возмущающего параметра выбрано отношение расстояния, проходимого ВЦ за период обзора, к дальности цели в начальный момент ее обнаружения.

Результаты. Получены аналитические выражения для вероятности обнаружения прямолинейно движущейся ВЦ и вероятности обнаружения траектории ее движения на интервалах, кратных периоду обзора. Проиллюстрировано уменьшение вероятности обнаружения ВЦ, удаляющейся от РЛС, при последовательных радиолокационных наблюдениях с уменьшением отношений сигнал/шум и угла между вектором скорости и радиусом-вектором ВЦ относительно РЛС. Увеличение скорости ВЦ, вызывающее изменение параметра z с 0.01 до 0.07, приводит к уменьшению вероятности обнаружения ВЦ с 0.727 до 0.52 и к соответствующему изменению вероятности обнаружения траектории. При сокращении времени наблюдения на один временной интервал уменьшение вероятности обнаружения траектории составляет от 0.03 до 0.04...0.07 для отношения сигнал/шум 40 и от 0.06 до 0.08...0.11 для отношения сигнал/шум 25 (при вероятности ложной тревоги 10–4 ).

Заключение. Полученные выражения позволяют рассчитывать характеристики обнаружения траекторий воздушных целей, движущихся прямолинейно, с учетом изменений вероятностей обнаружения целей в последовательных временных интервалах обзора радиолокационных наблюдений.

1. Радиолокационные системы: основы построения и теория / под ред. Я. Д. Ширмана. М.: Радиотехника, 2007. 806 с.

2. Помехозащищенность систем радиосвязи с расширением спектра сигналов модуляцией несущей псевдослучайной последовательностью / под ред. В. Н. Борисова. М.: Радио и связь, 2003. 640 с.

3. Киселев В. Ю., Монаков А. А. Оценка качества алгоритмов траекторной обработки в радиолокационных системах управления воздушным движением: обнаружение треков // Радиотехника. 2016. № 3. С. 28–36.

4. Wieneke M., Koch W. The PMHT: Solution for some of its problems // Proc. of SPIE. 2007. Vol. 6699. P. 1–12. doi: 10.1117/12.734388

5. Bar-Shalom Y., Blair W. D. Multitarget-Multisensor Tracking. Applications and Advances. Vol. 3. London: Artech House, 2000. 608 p.

6. Li X. R., Jilkov V. P. A Survey of Maneuvering Target Tracking. Pt. II: Ballistic Target Models // Proc. of SPIE Conf. on Signal and Data Processing of Small Targets. San Diego (USA), July-Aug. 2001. 23 p.

7. Li X. R., Jilkov V. P. A Survey of Maneuvering Target Tracking. Pt. III: Measurement Models // Proc. of SPIE Conf. on Signal and Data Processing of Small Targets. San Diego (USA), July-Aug. 2001. 24 p.

8. Li X. R., Jilkov V. P. A Survey of Maneuvering Target Tracking. Pt. IV: Decision-Based Methods // Proc. of SPIE Conf. on Signal and Data Processing of Small Targets. Orlando (USA), Apr. 2002. 24 p.

9. Li X. R., Jilkov V. P. A Survey of Maneuvering Target Tracking. Pt. V: Multiple-Model Methods // IEEE Trans. on aerospace and electric systems. 2005. Vol. 41, № 4. P. 1255–1321.

10. Willett P., Ruan Y., Steit R. The PMHT: Its problems and some solutions // IEEE Trans. on aerospace and electric systems. 2002. Vol. 38, № 3. P. 738–754. doi: 10.1109/TAES.2002.1039396

11. Кузьмин С. З. Цифровая радиолокация. Введение в теорию. Киев: КВiЦ, 2000. 428 с.

12. Васильев К. К., Маттис А. В. Нелинейная траекторная фильтрация в связанных координатах // Радиолокация, навигация, связь: сб. тр. ХХIV Междунар. науч.-техн. конф., Воронеж, 17–19 апр. 2018. Т. 3. C. 1–8.

13. Нахмансон Г. С., Комягин Б. П. Эффективность обнаружения траекторий движения воздушных целей при вторичной обработке радиолокационной информации // Изв. вузов России. Радиоэлектроника. 2017. № 4. С 52–55.

14. Нахмансон Г. С. Пространственная обработка широкополосных сигналов. М.: Радиотехника, 2015. 256 с.