RU2632476C2 - Method for detecting maneuver of ballistic object by sampling products of distance and radial speed and device for its implementation - Google Patents

Method for detecting maneuver of ballistic object by sampling products of distance and radial speed and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2632476C2
RU2632476C2 RU2015147317A RU2015147317A RU2632476C2 RU 2632476 C2 RU2632476 C2 RU 2632476C2 RU 2015147317 A RU2015147317 A RU 2015147317A RU 2015147317 A RU2015147317 A RU 2015147317A RU 2632476 C2 RU2632476 C2 RU 2632476C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
range
radial speed
estimates
product
maneuver
Prior art date
Application number
RU2015147317A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015147317A (en
Inventor
Пётр Зотеевич Белоногов
Игорь Витальевич Зубарев
Дмитрий Юрьевич Алексеев
Евгений Сергеевич Фитасов
Александр Давидович Бомштейн
Александр Иванович Стучилин
Андрей Геннадьевич Максаков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение "3 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение "3 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение "3 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации
Priority to RU2015147317A priority Critical patent/RU2632476C2/en
Publication of RU2015147317A publication Critical patent/RU2015147317A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2632476C2 publication Critical patent/RU2632476C2/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • G01S13/583—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of continuous unmodulated waves, amplitude-, frequency-, or phase-modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets
    • G01S13/584—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of continuous unmodulated waves, amplitude-, frequency-, or phase-modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets adapted for simultaneous range and velocity measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/66—Radar-tracking systems; Analogous systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/41—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: absolute difference between the estimate of the first increment of the distance-radial speed product obtained from a sample of a larger volume and the estimate of the first increment of the distance-radial speed product obtained from a sample of a smaller volume are determined only from a sample of a larger volume. For this purpose, in the unit for estimating the first increment of the distance-radial speed product, the fixed sampling of range-radial speed product is multiplied by predetermined weighting coefficients for determining the absolute difference between estimates obtained from samples of larger and smaller volumes, which allows to simplify the method for detecting maneuver of ballistic object and device for its implementation.
EFFECT: simplifying the method and device for detecting the ballistic object maneuver while maintaining a high probability of maneuver detection.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в радиолокационных станциях (РЛС) для обнаружения маневра баллистических объектов (БО). Задачу определения времени начала и окончания маневра необходимо решать для того, чтобы не допустить появления методических ошибок определения параметров баллистической траектории и срыва автосопровождения БО. В частности, координаты точки падения БО типа ракет малой и средней дальности, вычисленные по радиолокационным измерениям, произведенным на участке маневра, могут определяться с недолетом или перелетом от нескольких десятков до нескольких сотен километров.The invention relates to radar and can be used in radar stations (radar) to detect the maneuver of ballistic objects (BO). The task of determining the start and end time of a maneuver must be solved in order to prevent the occurrence of methodological errors in determining the parameters of the ballistic trajectory and the breakdown of auto tracking of BOs. In particular, the coordinates of the point of impact of BOs of the type of short- and medium-range missiles, calculated from the radar measurements made in the maneuver section, can be determined with a short flight or flight from several tens to several hundred kilometers.

Известен способ обнаружения маневра по абсолютной величине приращения скорости [1, С. 346-347)]. Применительно к БО маневр может быть обнаружен по абсолютной величине приращения скорости изменения горизонтальной декартовой координаты, так как движение ракеты вдоль горизонтальной оси декартовой системы координат является равномерным и составляющая скорости будет постоянной [2, С. 12-13]. На участке маневра составляющая скорости вдоль горизонтальной оси будет переменной, так как появляются ускорения, вызванные действием сил устройств совершения маневра.A known method of detecting maneuver by the absolute value of the increment of speed [1, S. 346-347)]. With respect to BO, a maneuver can be detected by the absolute value of the increment of the rate of change of the horizontal Cartesian coordinate, since the rocket’s movement along the horizontal axis of the Cartesian coordinate system is uniform and the velocity component will be constant [2, P. 12-13]. In the maneuver section, the velocity component along the horizontal axis will be variable, since accelerations appear due to the action of the forces of the maneuver devices.

Основным недостатком этих способов является низкая вероятность обнаружения маневра при грубых измерениях азимута и угла места.The main disadvantage of these methods is the low probability of detecting maneuver with rough measurements of azimuth and elevation.

Известен способ обнаружения времени окончания АУТ по выборке квадратов дальности [3] и устройство обнаружения маневра (УОМ), описанное в патенте №2510861. Решение о маневре БО принимают, если оценка ускорения по квадрату дальности отрицательна, а об окончании маневра (АУТ) - в момент времени, когда знак оценки меняется с отрицательного на положительный.There is a method of detecting the end time of an ATC by sampling range squares [3] and a maneuver detection device (UOM) described in patent No. 2510861. The decision to maneuver the BO is made if the estimate of the acceleration by the square of the range is negative, and the end of the maneuver (AUT) at the time when the sign of the assessment changes from negative to positive.

Известен способ обнаружения времени окончания АУТ по выборке произведений дальности на радиальную скорость [4] и УОМ, описанный в патенте №2509319. Решение о маневре БО принимают, если оценка скорости изменения произведения дальности на радиальную скорость отрицательна, а об окончании маневра (АУТ) - в момент времени, когда знак оценки меняется с отрицательного на положительный.There is a method of detecting the end time of an ATE by selecting range products by radial speed [4] and UOM, described in patent No. 2509319. The decision to maneuver the BO is made if the estimate of the rate of change of the product of the range by the radial speed is negative, and the end of the maneuver (AUT) at the time when the sign of the assessment changes from negative to positive.

В этих обнаружителях маневра достигается высокая вероятность обнаружения конца АУТ баллистических объектов, приближающихся к РЛС, из-за устранения влияния ошибок измерения азимута и угла места. Однако эти УОМ нельзя применять для обнаружения маневра на пассивном участке траектории (ПУТ), так как оценки ускорения по квадрату дальности и оценки скорости изменения произведения дальности на радиальную скорость могут быть положительны как на невозмущенном ПУТ, так и на участке маневра на ПУТ. Поэтому в этих случаях выявить маневр либо невозможно, либо вероятность его обнаружения будет низкой.In these maneuver detectors, a high probability of detecting the end of the AUT of ballistic objects approaching the radar is achieved due to elimination of the influence of azimuth and elevation angle errors. However, these UOMs cannot be used to detect maneuver in the passive section of the trajectory (VLB), since estimates of the acceleration by the square of the range and estimates of the rate of change of the product of the range by the radial speed can be positive both in the unperturbed VLB and in the maneuver section of the VLB. Therefore, in these cases, it is either impossible to identify the maneuver, or the probability of its detection will be low.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения, то есть прототипом, в котором устранено влияние ошибок измерения азимута и угла места и достигаются высокие вероятности обнаружения маневра БО на ПУТ, является способ радиолокационного обнаружения маневра БО на ПУТ по выборке произведений дальности на радиальную скорость [5] и УОМ, описанный в патенте №2524208.The closest analogue of the claimed invention, that is, a prototype in which the influence of errors in measuring the azimuth and elevation angle is eliminated and high probabilities of detecting the BO maneuver on the VHF are achieved, is a method for radar detection of the BO maneuver on the VHF by sampling range products by radial speed [5] and UOM described in patent No. 2524208.

Сущность обнаружения маневра БО способом-прототипом заключается в том, что в РЛС измеряют дальность и радиальную скорость БО в цифровом виде, производят перемножение этих сигналов и получают произведения дальности на радиальную скорость, автосопровождение БО осуществляют в «скользящем окне» из N произведений дальности на радиальную скорость. В «скользящем окне» формируют две фиксированные выборки из полученных произведений, при этом выборка меньшего объема входит в состав выборки большего объема. В каждой выборке находят оценку скорости изменения произведения дальности на радиальную скорость путем оптимального взвешенного суммирования произведений измеренных значений дальности на измеренные значения радиальной скорости. Затем вычисляют абсолютное приращение (абсолютную разность) полученных оценок и среднеквадратическую ошибку (СКО) оценки скорости изменения произведения дальности на радиальную скорость в выборке меньшего объема. Далее вычисляют отношение абсолютного приращения оценок скорости изменения произведения дальности на радиальную скорость к СКО оценки, в каждом новом положении «скользящего окна» сравнивают отношение абсолютного приращения оценок скорости к СКО оценки с порогом, соответствующим заданной вероятности обнаружения маневра. В итоге, решение об обнаружении маневра принимают в момент времени, когда значение полученного отношения абсолютного приращения оценок скорости изменения произведения дальности на радиальную скорость к СКО оценки становится больше порога.The essence of detecting a BO maneuver by the prototype method is that in the radar they measure the BO range and radial speed in digital form, multiply these signals and obtain range products by the radial speed, BO auto-tracking is carried out in a “sliding window” of N range products by the radial speed. Two “fixed samples” of the obtained works are formed in the “sliding window”, while a smaller sample is included in a larger sample. In each sample, an estimate of the rate of change of the range product by the radial speed is found by the optimal weighted summation of the products of the measured range values by the measured radial velocity values. Then, the absolute increment (absolute difference) of the obtained estimates and the standard error (RMS) of the estimate of the rate of change of the product of the range by the radial speed in a smaller sample are calculated. Next, the ratio of the absolute increment of the estimates of the rate of change of the product of the range and the radial speed to the standard deviation of the estimate is calculated, in each new position of the “sliding window”, the ratio of the absolute increment of the estimates of the speed to the standard deviation of the estimate with a threshold corresponding to the specified probability of detecting the maneuver is compared. As a result, the decision to detect a maneuver is made at a time when the value of the obtained ratio of the absolute increment of the estimates of the rate of change of the product of the range by the radial speed and the standard deviation of the estimate becomes more than the threshold.

В качестве примера в фиг.1 приведена структурная схема УОМ-прототипа, в котором реализован этот способ обнаружения маневра по выборкам из 5-и и 3-х произведений дальности на радиальную скорость.As an example, figure 1 shows the structural diagram of the UOM prototype, which implements this method of detecting maneuver from samples of 5 and 3 range products at a radial speed.

УОМ-прототип содержит последовательно соединенные умножитель входных сигналов (блок 1) и блок оценивания 1-го приращения произведения дальности на радиальную скорость (блок 2), включающий запоминающее устройство (блок 2.1) из 4-х линий задержки (ЛЗ), выходы которого соединены с входами 1-го блока умножителей 2.2 из 4-х умножителей и 2-го блока умножителей 2.4 из 2-х умножителей, выходы которых соединены с входами 1-го сумматора 2.1 и 2-го сумматора 2.5, соответственно. Выход 1-го сумматора соединен с входом делителя на период обзора (блок 6), выход которого соединен с 1-м входом сумматора 7. Выход 2-го сумматора блока 2 соединен с входом делителя на период обзора (блок 3), выход которого соединен с последовательно соединенными линией задержки 4 и инвертором 5, выход которого соединен с 2-м входом сумматора 7, выход которого соединен с 1-м входом делителя на СКО оценки (блок 8), 2-й вход которого соединен с выходом вычислителя СКО, вход которого подключен к входным сигналам дальности. Выход делителя на СКО оценки подключен к 1-му входу порогового устройства (блок 10), 2-й вход которого соединен с источником порогового сигнала, а 1-й и 2-й выходы являются выходами прототипа.The UOM prototype contains a series-connected input signal multiplier (block 1) and a block for estimating the 1st increment of the product of the range by the radial speed (block 2), which includes a storage device (block 2.1) of 4 delay lines (LZ), the outputs of which are connected with the inputs of the 1st block of multipliers 2.2 from 4 multipliers and the 2nd block of multipliers 2.4 from 2 multipliers, the outputs of which are connected to the inputs of the 1st adder 2.1 and 2nd adder 2.5, respectively. The output of the 1st adder is connected to the input of the divider for the review period (block 6), the output of which is connected to the 1st input of the adder 7. The output of the 2nd adder of block 2 is connected to the input of the divider for the review period (block 3), the output of which is connected with a delay line 4 connected in series and an inverter 5, the output of which is connected to the 2nd input of the adder 7, the output of which is connected to the 1st input of the divider on the standard deviation estimate (block 8), the second input of which is connected to the output of the standard deviation calculator, input which is connected to the input range signals. The output of the divider on the standard deviation estimate is connected to the 1st input of the threshold device (block 10), the 2nd input of which is connected to the threshold signal source, and the 1st and 2nd outputs are the outputs of the prototype.

Прототип работает следующим образом. В блоке 1 перемножают поступающие на его вход цифровые сигналы дальности на цифровые сигналы радиальной скорости, получают произведения дальности на радиальную скорость и подают их на вход запоминающего устройства блока 2.The prototype works as follows. In block 1, the digital range signals arriving at its input are multiplied by digital radial speed signals, the range products and the radial speed are obtained and fed to the input of the storage device of block 2.

Текущее значение произведения дальности на радиальную скорость

Figure 00000001
умножают в блоке 2.2 на весовой коэффициент, равный 0,2, и подают на вход 1-го сумматора 2.3. Одновременно с этим сигналом на вход сумматора 2.3 подают сигналы произведений, задержанные в блоке 2.1 на 1, 2, 3 и 4 обзора РЛС и умноженные в блоке 2.2 на свои весовые коэффициенты (0,2, 0,1, -0,1 и -0,2, соответственно). В итоге на входе сумматора 2.3 получают фиксированную выборку большего объема из 4-х взвешенных произведений дальности на радиальную скорость, а на его выходе - оценку первого приращения произведения дальности на радиальную скорость по выборке большего объема:Current value of range product by radial speed
Figure 00000001
multiply in block 2.2 by a weight coefficient equal to 0.2, and fed to the input of the 1st adder 2.3. Simultaneously with this signal, the input of adder 2.3 is supplied with product signals delayed in block 2.1 by 1, 2, 3, and 4 of the radar survey and multiplied in block 2.2 by their weight coefficients (0.2, 0.1, -0.1, and - 0.2, respectively). As a result, at the input of adder 2.3, a fixed sample of a larger volume of 4 weighted products of range by radial speed is obtained, and at its output, an estimate of the first increment of the product of range by radial speed from a larger sample is obtained:

Figure 00000002
Figure 00000002

Значение произведения дальности на радиальную скорость в предыдущем обзоре

Figure 00000003
и в предпоследнем обзоре
Figure 00000004
умножают в блоке 2.4 на свои весовые коэффициенты (0,5 и -0,5) и подают на вход 2-го сумматора 2.5. В итоге на входе сумматора 2.5 получают фиксированную выборку меньшего объема из 2-х взвешенных произведений дальности на радиальную скорость, а на его выходе - оценку первого приращения произведения дальности на радиальную скорость по выборке меньшего объема:The value of the product of range by radial velocity in the previous review
Figure 00000003
and in the penultimate review
Figure 00000004
in block 2.4 are multiplied by their weight coefficients (0.5 and -0.5) and fed to the input of the 2nd adder 2.5. As a result, at the input of adder 2.5, a fixed sample of a smaller volume from 2 weighted products of range by radial speed is obtained, and at its output, an estimate of the first increment of the product of range by radial speed from a sample of a smaller volume is obtained:

Figure 00000005
Figure 00000005

Оценку первого приращения

Figure 00000006
делят в блоке 6 на период обзора и получают оценку скорости изменения произведения дальности на радиальную скорость
Figure 00000007
. Эту оценку подают на 1-й вход сумматора 7. Оценку первого приращения
Figure 00000008
, полученную по выборке меньшего объема, делят в блоке 3 на период обзора и получают оценку скорости изменения произведения дальности на радиальную скорость
Figure 00000009
. Чтобы оценка
Figure 00000010
поступала на вход сумматора 7 одновременно с оценкой
Figure 00000011
, ее задерживают на период обзора в блоке 4. Чтобы получить разность оценок,
Figure 00000012
умножают на (-1) в инверторе 5.First increment score
Figure 00000006
divided in block 6 for the period of review and get an estimate of the rate of change of the product of range by radial speed
Figure 00000007
. This estimate is fed to the 1st input of the adder 7. Evaluation of the first increment
Figure 00000008
, obtained from a sample of a smaller volume, is divided in block 3 by the review period and an estimate of the rate of change of the product of range by radial speed is obtained
Figure 00000009
. To score
Figure 00000010
arrived at the input of the adder 7 simultaneously with the assessment
Figure 00000011
, it is delayed for the review period in block 4. To get the difference in estimates,
Figure 00000012
multiply by (-1) in inverter 5.

Полученное на выходе сумматора 7 абсолютное приращение оценок

Figure 00000013
делят в блоке 8 на СКО оценки
Figure 00000014
, которую вычисляют в блоке 9 по формуле:
Figure 00000015
, где
Figure 00000016
- СКО измерения радиальной скорости.Received at the output of the adder 7 absolute increment of estimates
Figure 00000013
divided in block 8 on the standard deviation
Figure 00000014
, which is calculated in block 9 by the formula:
Figure 00000015
where
Figure 00000016
- RMS measure radial velocity.

Полученное значение отношения

Figure 00000017
с выхода делителя 8 подают на 1-й вход порогового устройства 10. Решение об обнаружении маневра принимают в момент времени, когда отношение абсолютного приращения оценок к СКО оценки становится больше порога
Figure 00000018
, величину которого выбирают в соответствии с заданной вероятностью обнаружения маневра.The resulting relationship value
Figure 00000017
from the output of the divider 8, they are fed to the 1st input of the threshold device 10. The decision to detect a maneuver is made at the time when the ratio of the absolute increment of the estimates to the standard deviation of the estimate becomes greater than the threshold
Figure 00000018
, the value of which is selected in accordance with a given probability of detecting a maneuver.

Как показано в табл. 3 описания патента №2524208 [5], маневр ракеты «Атакмс» обнаруживается способом-прототипом с вероятностью близкой единице. В известном способе обнаружения маневра по абсолютному приращению скорости изменения горизонтальной координаты (смотри табл. 2) маневр практически не обнаруживается при грубых измерениях азимута и угла места.As shown in the table. 3 patent descriptions No. 2524208 [5], the maneuver of the Atakms rocket is detected by the prototype method with a probability close to unity. In the known method for detecting maneuvers by the absolute increment of the rate of change of the horizontal coordinate (see table. 2), maneuver is practically not detected with rough measurements of azimuth and elevation.

К недостаткам прототипа следует отнести сложность способа и схемы устройства обнаружения маневра.The disadvantages of the prototype should include the complexity of the method and circuit of the detection device maneuver.

Техническим результатом изобретения является упрощение способа обнаружения маневра БО по выборкам произведений дальности на радиальную скорость и схемы УОМ, в котором реализован заявленный способ.The technical result of the invention is to simplify the method for detecting a BO maneuver from samples of range products by radial velocity and the UOM scheme in which the claimed method is implemented.

Указанный технический результат достигается тем, что в заявленном способе обнаружения маневра БО по выборкам произведений дальности на радиальную скорость так же, как в прототипе, измеряют дальность и радиальную скорость БО в цифровом виде, производят перемножение этих сигналов и получают произведения дальности на радиальную скорость. Автосопровождение БО осуществляют в «скользящем окне». Определяют абсолютное приращение оценок скорости изменения произведения дальности на радиальную скорость в середине «скользящего окна» по двум фиксированным выборкам произведений дальности на радиальную скорость, при этом выборка меньшего объема входит в состав выборки большего объема. Вычисляют СКО оценки скорости изменения произведения дальности на радиальную скорость по выборке меньшего объема и отношение абсолютного приращения оценок скорости изменения произведения дальности на радиальную скорость к СКО оценки. В каждом новом положении «скользящего окна» сравнивают отношение абсолютного приращения оценок скорости к СКО с порогом, соответствующим заданной вероятности обнаружения маневра, а решение об обнаружении маневра принимают в момент времени, когда отношение абсолютного приращения оценок скорости изменения произведения дальности на радиальную скорость к СКО оценки становится больше порога.The specified technical result is achieved by the fact that in the claimed method for detecting a BO maneuver from samples of range products by radial speed, in the same way as in the prototype, the BO range and radial speed are measured in digital form, these signals are multiplied and the range products are obtained by radial speed. BO auto-tracking is carried out in a “sliding window”. The absolute increment of the estimates of the rate of change of the product of the range by the radial speed in the middle of the “sliding window” is determined from two fixed samples of the products of the range by the radial speed, while a smaller sample is part of a larger sample. Calculate the standard deviation of the estimate of the rate of change of the range product by the radial speed from a sample of a smaller volume and the ratio of the absolute increment of the estimates of the rate of change of the range product by the radial speed to the standard deviation of the estimate. In each new position of the “sliding window”, the ratio of the absolute increment of the velocity estimates to the standard deviation is compared with the threshold corresponding to the given probability of detecting the maneuver, and the decision to detect the maneuver is made at the time when the ratio of the absolute increment of the estimates of the rate of change of the range product by the radial speed and the standard deviation becomes more than a threshold.

В отличие от прототипа, согласно заявленному изобретению, абсолютное приращение оценок скорости изменения произведения дальности на радиальную скорость в середине «скользящего окна» определяют только по одной выборке большего объема путем оптимального взвешенного суммирования входящих в нее произведений дальности на радиальную скорость, при этом используют специальные весовые коэффициенты определения абсолютной разности оценок.Unlike the prototype, according to the claimed invention, the absolute increment of the estimates of the rate of change of the range product by the radial speed in the middle of the “sliding window” is determined by only one sample of a larger volume by the optimal weighted summation of the range products of the range by the radial speed, using special weight coefficients for determining the absolute difference of the estimates.

Реализующее заявленный способ устройство обнаружения маневра БО по выборкам произведений дальности на радиальную скорость содержит, как прототип, последовательно соединенные умножитель входных сигналов и блок оценивания 1-го приращения произведения дальности на радиальную скорость, включающий последовательно соединенные запоминающее устройство из N-1 линий задержки, блок умножителей и сумматор, выход которого соединен с входом делителя на период обзора, а также делитель абсолютного приращения оценок скорости изменения произведения дальности на радиальную скорость на СКО оценки, 2-й вход которого соединен с выходом вычислителя СКО оценки, выход которого подключен к входным сигналам дальности. Выход делителя на СКО оценки подключен к 1-му входу порогового устройства, 2-й вход которого соединен с источником порогового сигнала, а 1-й и 2-й выходы являются выходами заявленного устройства.The apparatus for implementing the inventive method for detecting a maneuver of BOs based on samples of range products by radial speed comprises, as a prototype, a multiplier of input signals and a unit for estimating the 1st increment of the range product by radial speed, including a series-connected memory device from N-1 delay lines, block multipliers and the adder, the output of which is connected to the input of the divider for the review period, as well as the divisor of the absolute increment of the estimates of the rate of change of the product range at the radial speed on the standard deviation estimate, the 2nd input of which is connected to the output of the calculator of the standard deviation estimate, the output of which is connected to the input range signals. The output of the divider on the RMSE is connected to the 1st input of the threshold device, the 2nd input of which is connected to the source of the threshold signal, and the 1st and 2nd outputs are the outputs of the claimed device.

В отличие от прототипа, согласно заявленному изобретению, выход делителя на период обзора соединен с входом делителя абсолютного приращения оценок скорости изменения произведения дальности на радиальную скорость на СКО оценки.Unlike the prototype, according to the claimed invention, the output of the divider for the review period is connected to the input of the divider of the absolute increment of the estimates of the rate of change of the product of the range by the radial speed by the standard deviation.

Принцип работы УОМ, реализующего заявленный способ по выборкам из 5-ти произведений дальности на радиальную скорость, поясняется схемой, приведенной в фиг. 2.The principle of operation of the UOM, which implements the claimed method for samples of 5 range products by radial speed, is illustrated by the circuit shown in FIG. 2.

В заявленном устройстве, как и в прототипе, в блоке 1 перемножают поступающие на его вход цифровые сигналы дальности на цифровые сигналы радиальной скорости и подают полученные произведения на вход запоминающего устройства 2.1 из 4-х линий задержки.In the claimed device, as in the prototype, in block 1, the digital range signals arriving at its input are multiplied by digital radial speed signals and the resulting products are fed to the input of the storage device 2.1 from 4 delay lines.

В отличие от прототипа в блоке умножителей 2.2 используют весовые коэффициенты определения разности оценок первого приращения произведения дальности на радиальную скорость, вычисленных по выборкам большего и меньшего объема. Так текущее значение произведения дальности на радиальную скорость

Figure 00000019
умножают на весовой коэффициент, равный 0,2, и подают на вход сумматора 2.3. Одновременно с этим сигналом на вход сумматора 2.3 подают сигналы произведений, задержанные на 1, 2, 3 и 4 обзора РЛС и умноженные на весовые коэффициенты (-0,4, 0,4 и -0,2, соответственно). В итоге уже на выходе сумматора 2.3 получают абсолютную разность оценок первого приращения произведения дальности на радиальную скорость по выборкам большего и меньшего объема:In contrast to the prototype, in the block of multipliers 2.2, weights are used to determine the difference between the estimates of the first increment of the product of the range by the radial speed, calculated from samples of larger and smaller volumes. So the current value of the product of the range by the radial speed
Figure 00000019
multiplied by a weight coefficient equal to 0.2, and fed to the input of the adder 2.3. Simultaneously with this signal, the input of adder 2.3 is supplied with product signals delayed by 1, 2, 3 and 4 of the radar survey and multiplied by weighting factors (-0.4, 0.4 and -0.2, respectively). As a result, already at the output of adder 2.3, the absolute difference in the estimates of the first increment of the product of the range by the radial speed is obtained from the samples of larger and smaller volumes:

Figure 00000020
Figure 00000020

Эту разность делят в блоке 3 на период обзора Т0 и получают абсолютное приращение оценок скорости изменения произведения дальности на радиальную скорость

Figure 00000021
, которое подают, в отличие от прототипа, на 1-й вход делителя на СКО оценки (блок 4). В дальнейшем заявленное устройство работает так же, как прототип.This difference is divided in block 3 for the review period T 0 and get the absolute increment of the estimates of the rate of change of the product of the range by the radial speed
Figure 00000021
, which serves, unlike the prototype, at the 1st input of the divider on the standard deviation of the assessment (block 4). In the future, the claimed device works in the same way as the prototype.

При этом вероятность обнаружения маневра не изменилась. Для подтверждения этого вычислим разность выражений (1) и (2):However, the probability of detecting a maneuver has not changed. To confirm this, we calculate the difference between the expressions (1) and (2):

Figure 00000022
Figure 00000022

Таким образом доказано, что равенства (3) и (4) одинаковы.Thus, it is proved that equalities (3) and (4) are the same.

Весовые коэффициенты определения разности оценок первых приращений произведений дальности на радиальную скорость и СКО оценок при других объемах выборок рассчитываются аналогично с использованием известных формул:

Figure 00000023
, формула 4.52а, С. 301] и
Figure 00000024
, формула 4.63, С. 308]. При увеличении объема выборок соответственно увеличивается количество линий задержки в запоминающем устройстве и количество умножителей в блоке оценивания 1-го приращения произведения дальности на радиальную скорость. Весовые коэффициенты вычисляются заранее до проведения измерений дальности и радиальной скорости.Weighting coefficients for determining the difference in the estimates of the first increments of the range products by the radial velocity and the standard deviation of estimates for other sample sizes are calculated similarly using well-known formulas:
Figure 00000023
, formula 4.52a, S. 301] and
Figure 00000024
, formula 4.63, S. 308]. With an increase in the sample size, the number of delay lines in the storage device and the number of multipliers in the unit for estimating the 1st increment of the product of the range by the radial speed respectively increase. Weights are calculated in advance of the range and radial velocity measurements.

Таким образом, достигнут технический результат заявленного изобретения. В заявленном способе исключены операции формирования выборок меньшего объема, определения оценок скорости изменения произведения дальности на радиальную скорость по выборке меньшего объема и вычисления абсолютного приращения оценок скорости изменения произведения дальности на радиальную скорость по выборкам большего и меньшего объема. Упрощена по сравнению с прототипом, схема заявленного устройства за счет исключения 2-го блока умножителей и 2-го сумматора блока оценивания 1-го приращения произведения дальности на радиальную скорость, делителя на период обзора, блока задержки, инвертора и сумматора оценки скорости изменения произведения дальности на радиальную скорость по выборке большего объема с задержанной и инвертированной оценкой скорости изменения произведения дальности на радиальную скорость по выборке меньшего объема. Вероятность обнаружения маневра баллистического объекта при этом не уменьшилась.Thus, the technical result of the claimed invention is achieved. The claimed method excludes operations of forming samples of a smaller volume, determining estimates of the rate of change of range product by radial speed from a sample of a smaller volume, and calculating the absolute increment of estimates of the rate of change of product of range by radial speed from samples of a larger and smaller volume. Simplified compared with the prototype, the circuit of the claimed device by eliminating the 2nd block of multipliers and the 2nd adder of the unit for estimating the 1st increment of the product of the range by the radial speed, the divider for the period of review, the delay unit, the inverter and the adder of the estimation of the rate of change of the product of the range radial speed for a larger sample with a delayed and inverted estimate of the rate of change of the product of range by a radial speed for a sample of a smaller volume. The probability of detecting a maneuver of a ballistic object did not decrease.

Список использованных источниковList of sources used

1. Кузьмин С.З. Цифровая обработка радиолокационной информации. - М.: «Радио и связь», 1967, 395 с.1. Kuzmin S.Z. Digital processing of radar information. - M.: “Radio and Communications”, 1967, 395 p.

2. Жаков A.M., Пигулевский Ф.А. Управление баллистическими ракетами. - М.: «Воениздат МО СССР», 1965, 278 с.2. Zhakov A.M., Pigulevsky F.A. Ballistic missile control. - M .: “Military Publishing House of the Ministry of Defense of the USSR”, 1965, 278 p.

3. Патент RU №2510861. Способ определения времени окончания активного участка траектории баллистической ракеты.3. Patent RU No. 2510861. A method for determining the end time of an active section of a ballistic missile trajectory.

4. Патент RU №2509319. Способ определения времени окончания активного участка траектории баллистической ракеты.4. Patent RU No. 2509319. A method for determining the end time of an active section of a ballistic missile trajectory.

5. Патент RU №2524208. Способ радиолокационного обнаружения маневра баллистической цели на пассивном участке траектории5. Patent RU No. 2524208. Method for radar detection of ballistic target maneuver in a passive section of a trajectory

Claims (2)

1. Способ обнаружения маневра баллистического объекта (БО) по выборкам произведений дальности на радиальную скорость, заключающийся в том, что в РЛС измеряют дальность и радиальную скорость БО в цифровом виде, производят перемножение этих сигналов и получают произведения дальности на радиальную скорость, автосопровождение БО осуществляют в «скользящем окне», определяют абсолютное приращение оценок скорости изменения произведения дальности на радиальную скорость в середине «скользящего окна» по двум фиксированным выборкам произведений дальности на радиальную скорость, при этом выборка меньшего объема входит в состав выборки большего объема, вычисляют среднеквадратическую ошибку (СКО) оценки скорости изменения произведения дальности на радиальную скорость по выборке меньшего объема и отношение абсолютного приращения оценок скорости изменения произведения дальности на радиальную скорость к СКО оценки, в каждом новом положении «скользящего окна» сравнивают отношение абсолютного приращения оценок скорости к СКО с порогом, соответствующим заданной вероятности обнаружения маневра, решение об обнаружении маневра принимают в момент времени, когда отношение абсолютного приращения оценок скорости изменения произведения дальности на радиальную скорость к СКО оценки становится больше порога, отличающийся тем, что абсолютное приращение оценок скорости изменения произведения дальности на радиальную скорость в середине «скользящего окна» определяют только по одной выборке большего объема путем оптимального взвешенного суммирования входящих в нее произведений дальности на радиальную скорость, при этом используют специальные весовые коэффициенты определения абсолютного приращения оценок.1. A method for detecting a maneuver of a ballistic object (BW) from samples of range products by radial speed, which consists in the fact that the radar measures the range and radial speed of a BO in digital form, multiplies these signals and obtains the range products by a radial speed, BO auto tracking in the "sliding window", determine the absolute increment of the estimates of the rate of change of the product of range by the radial speed in the middle of the "sliding window" for two fixed samples produced range at a radial speed, while a smaller sample is part of a larger sample, calculate the standard error (RMS) of the estimate of the rate of change of the product of the range by the radial speed from a sample of a smaller volume and the ratio of the absolute increment of the estimates of the rate of change of the product of the distance by the radial speed to the standard deviation estimates, in each new position of the “sliding window”, the ratio of the absolute increment of the velocity estimates to the standard deviation is compared with a threshold corresponding to a given probability of detection of the maneuver, the decision to detect the maneuver is made at a time when the ratio of the absolute increment of the estimates of the rate of change of the range product by the radial speed to the standard deviation of the estimate becomes greater than the threshold, characterized in that the absolute increment of the estimates of the rate of change of the product of range by the radial speed in the middle of the “sliding window” "Determine only one sample of a larger volume by the optimal weighted summation of its products of range at a radial speed, at The volume uses special weighting coefficients for determining the absolute increment of estimates. 2. Устройство обнаружения маневра баллистического объекта по выборкам произведений дальности на радиальную скорость, содержащее последовательно соединенные умножитель входных сигналов и блок оценивания первого приращения произведения дальности на радиальную скорость, включающий последовательно соединенные запоминающее устройство, блок умножителей и сумматор, выход которого соединен с входом делителя на период обзора, а также делитель абсолютного приращения оценок скорости изменения произведения дальности на радиальную скорость на СКО оценки, второй вход которого соединен с выходом вычислителя СКО оценки, выход которого подключен к входным сигналам дальности, выход делителя на СКО оценки подключен к первому входу порогового устройства, второй вход которого соединен с источником порогового сигнала, а первый и второй выходы являются выходами заявленного устройства, отличающийся тем, что выход делителя на период обзора соединен с входом делителя абсолютного приращения оценок скорости изменения произведения дальности на радиальную скорость на СКО оценки.2. A device for detecting a maneuver of a ballistic object from samples of range products by radial speed, containing a series-connected input signal multiplier and a unit for estimating the first increment of the range product by radial speed, including a series-connected storage device, a multiplier unit and an adder, the output of which is connected to the divider input by the review period, as well as the divisor of the absolute increment of the estimates of the rate of change of the product of the range by the radial speed and RMSE estimates, the second input of which is connected to the output of the RMSE calculator, the output of which is connected to the input range signals, the output of the divider on the RMSE estimates is connected to the first input of the threshold device, the second input of which is connected to the threshold signal source, and the first and second outputs are outputs The claimed device, characterized in that the output of the divider for the review period is connected to the input of the divider of the absolute increment of the estimates of the rate of change of the product of the range by the radial speed by the standard deviation.
RU2015147317A 2015-11-03 2015-11-03 Method for detecting maneuver of ballistic object by sampling products of distance and radial speed and device for its implementation RU2632476C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015147317A RU2632476C2 (en) 2015-11-03 2015-11-03 Method for detecting maneuver of ballistic object by sampling products of distance and radial speed and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015147317A RU2632476C2 (en) 2015-11-03 2015-11-03 Method for detecting maneuver of ballistic object by sampling products of distance and radial speed and device for its implementation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015147317A RU2015147317A (en) 2017-05-10
RU2632476C2 true RU2632476C2 (en) 2017-10-05

Family

ID=58698270

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015147317A RU2632476C2 (en) 2015-11-03 2015-11-03 Method for detecting maneuver of ballistic object by sampling products of distance and radial speed and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2632476C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2793774C1 (en) * 2022-05-17 2023-04-06 Федеральное государственное бюджетное учреждение "3 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации Method for ballistic target recognition using estimates of first and second radial velocity increments

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117572408B (en) * 2024-01-17 2024-04-16 中国人民解放军海军航空大学 Radar high-speed high-maneuvering target tracking method under large measurement error

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2265233C1 (en) * 2004-06-21 2005-11-27 ОАО "Научно-исследовательский институт "Стрела" Device for determination of coordinates
US7154433B1 (en) * 2003-01-16 2006-12-26 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Method and device for the detection and track of targets in high clutter
EP1925948A1 (en) * 2006-11-24 2008-05-28 Hitachi, Ltd. Radar apparatus and signal processing method
CN103487801A (en) * 2013-09-02 2014-01-01 电子科技大学 Method of radar for recognizing true and false warheads
RU2510861C1 (en) * 2012-09-10 2014-04-10 Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники" Method for radar determination of time of end of active phase of ballistic trajectory
RU2524208C1 (en) * 2013-01-15 2014-07-27 Закрытое акционерное общество Научно-исследовательский центр "РЕЗОНАНС" (ЗАО НИЦ "РЕЗОНАНС") Method for radar detection of manoeuvre of ballistic target on passive trajectory section
RU151617U1 (en) * 2014-07-22 2015-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Орион" (ООО "НПП "Орион") CAR HEATER

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7154433B1 (en) * 2003-01-16 2006-12-26 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Method and device for the detection and track of targets in high clutter
RU2265233C1 (en) * 2004-06-21 2005-11-27 ОАО "Научно-исследовательский институт "Стрела" Device for determination of coordinates
EP1925948A1 (en) * 2006-11-24 2008-05-28 Hitachi, Ltd. Radar apparatus and signal processing method
RU2510861C1 (en) * 2012-09-10 2014-04-10 Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники" Method for radar determination of time of end of active phase of ballistic trajectory
RU2524208C1 (en) * 2013-01-15 2014-07-27 Закрытое акционерное общество Научно-исследовательский центр "РЕЗОНАНС" (ЗАО НИЦ "РЕЗОНАНС") Method for radar detection of manoeuvre of ballistic target on passive trajectory section
CN103487801A (en) * 2013-09-02 2014-01-01 电子科技大学 Method of radar for recognizing true and false warheads
RU151617U1 (en) * 2014-07-22 2015-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Орион" (ООО "НПП "Орион") CAR HEATER

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2793774C1 (en) * 2022-05-17 2023-04-06 Федеральное государственное бюджетное учреждение "3 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации Method for ballistic target recognition using estimates of first and second radial velocity increments

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015147317A (en) 2017-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2524208C1 (en) Method for radar detection of manoeuvre of ballistic target on passive trajectory section
RU2510861C1 (en) Method for radar determination of time of end of active phase of ballistic trajectory
US9606848B2 (en) Iterative Kalman filtering
RU2540323C1 (en) Method of determining modulus of velocity of ballistic target in ground-based radar station
RU152617U1 (en) DEVICE FOR RADAR DETERMINATION OF THE TRACK SPEED OF A NON-MANEUVING AIR OBJECT
RU2621692C1 (en) Method and device for determination of nonmaneuvering aerodynamic target course using range square sampling
RU2626380C1 (en) Selection system of moving targets with measurement of range, radial velocity and direction of motion
RU2632476C2 (en) Method for detecting maneuver of ballistic object by sampling products of distance and radial speed and device for its implementation
RU2617373C1 (en) Optimal method of binding to mobile ground target and forecasting its parameters based on modified, invariant to underlying surface relief, elevation procedure of distance calculation
CN111624549B (en) Passive filtering tracking method under non-common-view condition
RU2615783C1 (en) Detector of ballistic missile manoeuvre at fixed sampling of square range
RU2615784C1 (en) Method and device for radar detection of ballistic facility manoeuvre by sampling of range squares
RU2509319C1 (en) Method for radar determination of time of end of active phase of ballistic trajectory
RU2658317C1 (en) Method and device for determining speed module of ballistic object with use of selection of range squares
RU2669773C1 (en) Method for determining the velocity modulus of a non-maneuvering aerodynamic target from samples of range measurements
RU2635657C2 (en) Detector of ballistic missile maneuver by fixed sampling of range-radial speed product
RU2782527C1 (en) Method and device for determining the ground speed of a non-maneuvering target using estimates of its radial acceleration
RU2634479C2 (en) Method for determining speed module of ballistic object using production sample of range by radial velocity and device for its implementation
RU2714884C1 (en) Method of determining the course of an object on a linear trajectory using measurements of its radial velocity
RU2752265C1 (en) Method and device for determining the moment of the end of the active section of the ballistic trajectory from samples of range squares
RU2644588C2 (en) Method of radar location determination of ground velocity of nonmaneuvering aerodynamic target by sampling products of distance and radial velocity and device for its implementation
RU2626015C1 (en) Device for recognizing nonmanoeuvreing ballistic target by fixed selection of range squares
RU2607358C1 (en) Method for radar determination of ballistic object speed magnitude
RU171271U1 (en) Recognition device for a non-maneuvering ballistic missile from samples of range products at radial speed
RU166462U1 (en) MONOPULSE RADAR

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181104