Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка алгоритмов и устройств, улучшающих характеристики безвесовых дискретных измерителей угловых координат РЛС Рудианов Николай Александрович

Разработка алгоритмов и устройств, улучшающих характеристики безвесовых дискретных измерителей угловых координат РЛС
<
Разработка алгоритмов и устройств, улучшающих характеристики безвесовых дискретных измерителей угловых координат РЛС Разработка алгоритмов и устройств, улучшающих характеристики безвесовых дискретных измерителей угловых координат РЛС Разработка алгоритмов и устройств, улучшающих характеристики безвесовых дискретных измерителей угловых координат РЛС Разработка алгоритмов и устройств, улучшающих характеристики безвесовых дискретных измерителей угловых координат РЛС Разработка алгоритмов и устройств, улучшающих характеристики безвесовых дискретных измерителей угловых координат РЛС Разработка алгоритмов и устройств, улучшающих характеристики безвесовых дискретных измерителей угловых координат РЛС Разработка алгоритмов и устройств, улучшающих характеристики безвесовых дискретных измерителей угловых координат РЛС Разработка алгоритмов и устройств, улучшающих характеристики безвесовых дискретных измерителей угловых координат РЛС Разработка алгоритмов и устройств, улучшающих характеристики безвесовых дискретных измерителей угловых координат РЛС
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Рудианов Николай Александрович. Разработка алгоритмов и устройств, улучшающих характеристики безвесовых дискретных измерителей угловых координат РЛС : диссертация ... кандидата технических наук : 05.11.16.- Тула, 2006.- 130 с.: ил. РГБ ОД, 61 06-5/1747

Содержание к диссертации

Введение

1 Анализ дискретных измерителей параметров двоично квантованых сигналов, применяемых в ИИС РЛС 11

1.1 Анализ существующих методов цифрового измерения угловых координат 11

1.2 Состав показателей и критериев, используемых для решения рассматриваемой научной задачи 18

1.3 Ошибки измерения параметров радиолокационных сигналов при двоичном квантовании 25

1.4 Постановка научной задачи исследования 32

1.5 Разработка и обоснование методики исследования 33

1.5.1 Исходные предпосылки и методика проведения исследований

1.5.2 Используемые модели радиолокационных сигналов

1.5.3 Разработка алгоритма выработки входных сигналов

Выводы по разделу 1

2 Синтез моделей измерителей угловых координат, позволяющих уменьшить ошибки измерения

2.1 Анализ подходов к решению задачи исследования

2.2 Синтез и анализ двухпрограммных измерителей

2.2.1 Синтез двухпрограммных измерителей

2.2.2 Анализ экспериментального исследования двух про фаммных измерителей

2.2.3 Анализ экспериментального исследования вариантов двухпрограммных измерителей

2.3 Синтез и анализ программного измерителя с дополнительной обработкой информации

2.3.1 Синтез программного измерителя с дополнительной обработкой информации 71

2.3.2 Анализ экспериментального исследования программного измерителя с дополнительной обработкой информации 81

Выводы по разделу 2 87

3. Алгоритмы обработки ДКС, улучшающие вероятностные характеристики 89

3.1 Анализ вероятностных характеристик при обнаружении пачки сигналов 89

3.1.1 Вероятность обнаружения полезного сигнала (пачки) логическим обнаружителем 89

3.1.2 Вероятность ложного обнаружения при воздействии помех на цифровой логический обнаружитель 93

3.1.3 Синтез дискретных измерителей координат, улучшающих вероятностные характеристики 98

3.1.4 Анализ результатов моделирования трехпрограммного обнаружителя 1 00

3.2 Синтез программного измерителя, уменьшающего вероятность расщепления пачки 106

3.3 Синтез программного измерителя, уменьшающего вероятность расщепления пачки и повышающего точность измерения азимута целей с малой ЭПР, находящихся на большой дальности 112

Выводы по разделу 3 117

Заключение 118

Список использованной литературы 121

Введение к работе

Одно из направлений улучшения качественных показателей информационно-измерительных систем (ИИС) радиолокационных станций, применяемых в интересах решения задач управления воздушным движением (УВД), метеорологии и других задач, является совершенствование существующих и разработке новых методов цифровой обработки радиолокационной информации.

В силу целого ряда причин широкое распространение в информационно-измерительных системах РЛС получили безвесовые дискретные измерители угловых координат, что обусловлено физической простотой их реализации и простыми алгоритмами обработки РЛ информации. В то же время данные устройства и алгоритмы обработки имеют недостатки, которые не дают возможности приблизиться к оптимальным обнаружителям этого же назначения.

Несмотря на самое широкое использование безвесовых дискретных измерителей угловых координат практически во всех метеорологических радиолокационных станциях обнаружения и в РЛС управления воздушным движением, их потенциальные возможности изучены далеко не полностью, так как считается, что безвесовые дискретные измерители угловых координат исчерпали свои возможности в повышении точностных и вероятностных характеристик [1,2,3,4,9].

Исследования последних лет показывают, что в настоящее время возможно разработать алгоритмы и устройства безвесовой обработки пачки импульсов, позволяющих частично компенсировать некоторые из их недостатков и получить определенный выигрыш по ряду характеристик таких устройств [20,29,31,92,94].

Вопросы, связанные с исследованием возможности повышения качественных характеристик безвесовых классических дискретных измерителей уг- ловых координат практически не освещены в отечественной и зарубежной печати, за исключением нескольких патентов и статей рекламного характера, где содержатся общие сведения о возможности улучшения, можно считать, что в литературе практически отсутствуют данные о теоретических направлениях и принципах реализации таких устройств и алгоритмов обработки.

В нашей стране и странах бывшего СССР проблема исследования точностных и вероятностных характеристик безвесовых дискретных измерителей угловых координат являлась предметом исследования в МВИЗРУ (Белоруссия), ХАИ, ИРЭ УАН г. Харьков (Украина), ВАА им. Калинина (Ленинград), ОАО НИИ «Стрела» г. Тула. В большинстве работ синтезировались и исследовались безвесовые дискретные измерители угловых координат для небольших пачек импульсов и для нефлюктуирующего сигнала.

В отдельных работах отмечено, что перспективным направлением при исследовании характеристик дискретных измерителей угловых координат для других моделей сигналов и различных характеристик РЛС являются методы статистического моделирования. Основой для разработки таких методов являются результаты, полученные в работах Кузьмина С. 3 [ 1,4,6 ], Лихарева В. А. [ 5,9,15,16,50,51 ], Самсоненко С. В.[10,53], Авдеева В. В. [7,8,13,14.16], а также зарубежных ученых Бернстейна Р. [11], Сверлинга [2,17], Маркоса Ф.[18,19]. Использование цифровых устройств, при первичной обработке радиолокационной информации обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с аналоговыми методами обработки сигналов, таких как: высокая надежность, простота конструкции, малый вес и габариты; возможность гибкой, оперативной перестройки параметров устройств; стабильность характеристик.

При решении задач связанных с исследованием возможности улучшения качественных характеристик безвесовых дискретных измерителей угловых координат, распознавания целей необходимо учитывать результаты, полученные в работах Казаринова Ю. М., Крамущенко В. И., Авилушкина В.Ф., Шевчука

А. А., а также зарубежных ученых Блейка Л, Хелстрома К.

В литературе [ 1-16, 49-63] названные выше вопросы, недостаточно освещены.

Таким образом, научной задачей, решаемой в диссертационной работе, является разработка устройств и алгоритмов, позволяющих улучшить качественные характеристики дискретных измерителей угловых координат ИИС РЛС.

Актуальность задачи исследования обусловлена: необходимостью дальнейшего совершенствования ИИС обработки сигнала и его параметров цифровыми устройствами; отсутствием детальной проработки методов и алгоритмов, позволяющих более полно извлечь информацию из двоично квантованного сигнала.

Данные алгоритмы и устройства могут быть применены во всех ИИС станций обнаружения и других радиотехнических устройствах, осуществляющих первичную обработку РЛ информации с помощью ЦВМ, в частности, в РЛС УВД, в метеорологических РЛС.

Целью диссертационной работы является повышение точностных и вероятностных характеристик безвесовых дискретных измерителей угловых координат, за счет использования новых алгоритмов обработки пачки двоично квантованного сигнала.

Поставленная цель достигается решением следующих основных задач:

Определение основного направления совершенствования измерителей угловых координат за счет использования наименее корреляционно зависимых программ и разработка алгоритмов компенсации части систематической и случайных ошибок.

Разработка алгоритма функционирования и устройства двухпрограммного измерителя угловых координат.

Разработка алгоритма функционирования и устройства с дополнительной обработкой пачки двоично квантованного сигнала.

Сравнение возможностей измерения азимута классическими программными измерителями с исследуемыми алгоритмами и устройствами.

Экспериментальное исследование точностных и вероятностных характеристик обнаружения малозаметных нефлюктуирующих, медленно флюктуирующих и быстро флюктуирующих радиолокационных целей.

Первый раздел посвящен анализу дискретных измерителей параметров двоично квантованых сигналов (ДКС), применяемых в РЛС. Произведен анализ существующих методов цифрового измерения угловых координат, определен состав показателей и критериев, используемых для решения рассматриваемой научной задачи. Рассмотрены причины возникновения ошибок измерения параметров дискретными измерителями радиолокационных сигналов при двоичном квантовании. Поставлена научная задача исследования, разработана и обоснована методика исследования. Определены модели радиолокационных сигналов, соответствующие большинству аэродинамических, баллистических и наземных движущихся объектов. Разработан алгоритм выработки входных сигналов, охватывающих практически все классы радиолокационных целей.

Второй раздел посвящен синтезу устройств и алгоритмов функционирования измерителей угловых координат, позволяющих уменьшить ошибки измерения.

Проведено теоретическое обоснование подходов к решению задачи исследования. Используя результаты теоретического обоснования, проведен синтез различных вариантов двухпрограммных измерителей и программных измерителей с дополнительной обработкой информации. Приведены и проанализированы результаты экспериментального исследования рассматриваемых устройств. Даны рекомендации по точностным характеристикам, которых можно достичь при пеленгации различных классов радиолокационных целей в РЛС различного назначения, при использовании разработанных устройств и алгоритмов.

В третьем разделе предложены алгоритмы обработки ДКС дискретными измерителями координат, улучшающие вероятностные характеристики. Проведен анализ зависимости вероятности обнаружения полезного сигнала (пачки) и вероятности ложного обнаружения пачки сигналов от различных факторов. Разработаны алгоритмы и проведен синтез дискретных измерителей координат, улучшающих вероятностные характеристики, приведены и проанализированы результаты экспериментального исследования модели трехпро-граммного обнаружителя. Проведен синтез программного измерителя, уменьшающего вероятность расщепления пачки, получены алгоритмы, его реализующие при первичной обработке радиолокационной информации, оценена эффективность использования разработанного устройства. Даны рекомендации по вероятностным характеристикам, которые можно достичь при пеленгации различных классов радиолокационных целей в ИИС РЛС различного назначения, при использовании разработанных устройств и алгоритмов.

Объектом исследования являются информационно измерительная система обработки данных радиолокационного наблюдения, представляющая собой бинарные безвесовые программные измерители угловых координат.

Предметом исследования являются точностные и вероятностные характеристики безвесовых программных дискретных измерителей угловых координат РЛС.

Методы исследований.

Решение задач диссертационной работы основано на использовании системного подхода, теорий вероятности и случайных процессов, статистической радиотехники, математического моделирования.

Научная новизна работы заключается в том, что в работе: ЬРазработана методика создания двухпрограммных измерителей угловых координат, учитывающая фактор корреляционной связи оценок азимута. 2.Предложены различные устройства двухпрограммных измерителей угло- вых координат.

3. Разработана методика создания и структура устройства с дополнительной обработкой пачки двоично квантованного сигнала;

4.Экспериментально установлены зависимости для точностных и вероятностных характеристик обнаружения малозаметных нефлюктуирующих, медленно флюктуирующих и быстро флюктуирующих радиолокационных целей от отношения сигнал /шум программными измерителями с исследуемыми алгоритмами и устройствами.

Достоверность результатов диссертационной работы определяется корректным использованием упомянутого математического аппарата, с использованием математических моделей, отражающих реальные процессы и системы. Возможность практического применения разработанных моделей, методов и алгоритмов подтверждена результатами экспериментов.

Практическая ценность работы заключается в том, что получены рекомендации для рационального построения программных измерителей для конкретных типов ИИС РЛС различного назначения, предложенные методики, модели и устройства могут быть использованы при разработке, эксплуатации и совершенствовании существующих и разрабатываемых перспективных ИИС РЛС.

Основные результаты, выносимые на защиту:

1.Основные направления совершенствования измерителей угловых координат;

Методика двухпрограммной обработки пачек двоично квантованных сигналов и структура устройства для ее реализации.

Методика дополнительной обработки пачек двоично квантованных сигналов и структура устройства для ее реализации.

Методика экспериментальных измерений точностных и вероятностных характеристик предложенных алгоритмов и устройств, а также результаты обработки этих измерений.

Практические рекомендации по повышению точности пеленгации кон- кретных видов целей для различных ИИС РЛС.

Апробация работы: материалы диссертации докладывались, обсуждались и одобрены на НТК ТАИИ (2005 г.г.), НТК 3 ЦНИИ МО (2004,2005г.г).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ в различных научно-технических изданиях, в том числе в материалах второй международной научно-практической конференции, в сборнике научно-методических материалов исследований, труды семинаров и научно-технических конференций 3 ЦНИИ МО РФ 2005г. ~ г. Москва, НТС ТАИИ 2005г. Получено положительное решение о выдаче патента РФ на изобретение.

Реализация результатов работы. Результаты исследований внедрены в учебный процесс ТАИИ, НИР, проводимых НИИ «Стрела», что подтверждено соответствующими актами внедрения. По результатам диссертационной работы получено уведомление из Федерального института промышленной собственности о положительном результате проведенной экспертизы на предложенное изобретение.

Структура и объем работы.

Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, изложенных на 130 листах машинописного текста и содержит 53 рисунков, 25 таблиц, список используемой литературы из 115 наименований.

Состав показателей и критериев, используемых для решения рассматриваемой научной задачи

Радиолокационные средства современных технических комплексов имеют либо одну комбинированную РЛС обнаружения и сопровождения объектов, либо две станции, между которыми эти задачи разделены. В последнем случае станции обнаружения объектов и станции сопровождения объектов работают независимо друг от друга, что позволяет одновременно с сопровождением объектов производить обзор воздушного пространства и вести поиск новых объектов. Вычислительные устройства на основе информации о параметрах движения объектов, полученных РЛС обнаружения, вырабатывают сигналы наведения для РЛС сопровождения. В качестве примера, на рисунке 2, приведены трассовые и аэродромные РЛС. Чем точнее измерены параметры цели РЛС обнаружения, тем более качественно произойдет процесс захвата цели на автосопровождение (исключается процесс допоиска, уменьшается время переходных процессов и тем самым сокращается время реакции) технического комплекса. Основные технические характеристики трассовых и аэродромных РЛС приведены в таблице 1.

Исходя из вышеизложенного можно сделать вывод: что для повышения вероятности реализации целеуказания, необходимо уменьшать ошибки целеуказания. А так как ошибки целеуказания определяются погрешностями измерения координат, необходимо сводить эти погрешности до минимума, т.е. повышать требования к точности. В конечном итоге это приводит к повышению эффективности технического комплекса. На рисунке 3 приведен внешний вид радиолокационной станции обзора летного поля «Полоса - Р», которая обеспечивает: режим обзора пространства с темпом обновления информации один раз за 2 с; зону обзора по дальности от 200 м до 8 км

Поэтому задачей РЛС обнаружения является выдача координат и параметров движения целей на рубеже целеуказания с точностью, позволяющей РЛС сопровождения объектов произвести по данным целеуказания захват цели без дополнительного поиска (т.е обеспечить минимальное значение t3XBj - время захвата j-й цели на сопровождение), а это возможно только при высоких точностных характеристиках РЛС обнаружения;

От точности целеуказания в конечном счете зависят вероятности беспоискового обнаружения и правильного захвата целей, выбранных для сопровождения. Если вероятность беспоискового обнаружения цели близка к единице, то по данным целеуказания цель обнаруживается без поиска.

Ошибки целеуказания определяются погрешностями измерения координат РЛК целеуказания, суммарным временем сглаживания координат и параметров, временем передачи, приема и отработки команд целеуказания. Пусть зона целеуказания задана в сферической системе координат размерами Дгцу, Лр\1у, Аецу. Тогда вероятность захвата цели РЛК сопровождения объектов по однократному целеуказанию от РЛС обнаружения (вероятность успешного выполнения задачи целеуказания) определяется из выражения [ 27] где w (.) —плотность распределения вероятности отклонения координат цели от центра зоны целеуказания.

При нормальном распределении случайных ошибок с дисперсиями oD , Тр , ає вероятность беспоискового обнаружения цели по данным ЦУ определяется по формуле: Зависимости вероятности автозахвата, от точности измерения одной координаты -азимута, двух координат- азимута и угла места, и всех трех координат- азимута, угла места и дальности приведены на рисунке 4.

Из выражения (3) следует, что если задана требуемая вероятность реализации целеуказания и размеры зоны указания Rp, R, Rp можно предъявить требования к допустимым значениям дисперсии ошибок целеуказания ( , op , JE . Приведенные рассуждения относятся к режиму однократного целеуказания. Повторные целеуказания приводят к увеличению времени передачи информации целеуказания, что в конечном счете потребует увеличения дальности действия РЛС обнаружения. Ошибки целеуказания определяются погрешностями измерения коор динат, необходимо сводить эти погрешности до минимума, т.е. повышать требования к точности. В конечном итоге это приводит к повышению эффективности технического комплекса.

Исходя из сказанного РЛС обнаружения должна: иметь дальность действия, необходимую для обеспечения целеуказания на заданном рубеже; обеспечивать точность оценки координат в упрежденной точке целеуказания, достаточную для захвата цели РЛС сопровождения объектов без дополнительного поиска. Таким образом, исходя из рассмотренного критерия эффективности радиолокационной системы, показателями качества, входящих в эту систему радиолокационных средств должны быть выбраны: 1. Дальность действия Мцу(Му) - дальность, на которой обеспечивается выполнение функциональных задач каждым РЛК по подготовке информации для управления полетами; 2. Точность выдаваемой на заданных рубежах информации; 3. Показатель, характеризующий влияние внешних и внутренних помех на рассматриваемую систему. Показатели 1 и 2 связаны между собой, так как точность выдачи информации при прочих равных условиях зависит от дальности. Кроме того, необходимо иметь ввиду статистический характер показателей 1, 2 и 3 и их непосредственную связь с вероятностью обнаружения, вероятностью ложной тревоги и точностью измерения координат. А так как вероятностные и точностные характеристики РЛС определяются их техническими параметрами, то имеющееся непосредственная связь рассмотренных показателей качества с техническими параметрами РЛС ( мощностью, длительностью, шириной спектра зондирующих сигналов, габаритами и т.д.), подлежащих выбору в процессе проектирования системы. Следовательно, критерий эффективности может быть вычислен, однако этот критерий сложно и неоднозначно связан с техническими параметрами технического комплекса. Между тем в соответствии с системным подходом в процессе проектирования необходимо использовать критерии, которые наряду с их вычислимостью имеют явный физический смысл и непосредственную связь с техническими параметрами проектируемой системы. Для этого рассмотрим влияние параметров радиолокационной системы комплекса на его эффективность.

Анализ экспериментального исследования двух про фаммных измерителей

Как отмечалось ранее, двухпрограммный измеритель азимута может быть реализован как программным путем, так и в виде устройства. В качестве примера произведем синтез логической схемы автомата, фиксирующего обнаружение пачки при появлении в исследуемой последовательности нулей и единиц не менее трех единиц на 5 смежных позициях (3 из 5), т.е реализующий программу измерения 3/5-3. Введем следующие обозначения: x — логические переменные на каждой из пяти смежных позиций (логические переменные принимают только два значения: 0 или 1—причем нулевые значения логических переменных отмечаются знаком отрицания); уобн — сложное событие, определяемое согласно таблицы 4. Из 32 возможных комбинаций в таблице приведены только те комбинации, которые приводят к обнаружению пачки (y0gH = 1). Из формулы (29) следует, что для реализации рассматриваемой логики обнаружения потребуется 4 схемы "И" и 4 схемы "ИЛИ". Кроме того, как видно из таблицы 4, для реализации схемы автомата потребуется также 5 элементов памяти (триггеров Т) для записи входной информации на 5 смежных позициях.

Проведя, аналогичный синтез для автомата 2/3-2 и объединяя их структуры, получим схему двухпрограммного измерителя, работающего по программам "2/3-2" и "3/5-3", представленную на рисунке. 9а. Полученная схема достаточно проста в технической реализации, но обеспечивает достаточно ощутимый выигрыш в точности измерения азимута. Обработка РЛ информации с помощью пары программных обнаружителей будет содержать ошибки измерения, естественно ожидать, что и искомая величина (будем называть ее функцией) вычисленная по аргументам (программам), содержащая некоторые ошибки, тоже будет содержать ошибки. Очевидно, что ошибка функции в полной мере будет зависеть от ошибок аргументов, по которым она вычислялась. Покажем, что чем слабее коррелированны аргументы, то тем точнее результат (меньше ошибки) искомой величины. Сформулируем задачу в общем, виде. Дана функция где х, у, z,...,w - наблюдаемые аргументы, точность которых характеризуется средними квадратичными ошибками m , ту , mz,...,mw. Необходимо найти среднюю квадратичную ошибку функции и в зависимости от ошибок аргументов х, у, z,..., w. При решении поставленной задачи могут встречаться два случая: зависимых аргументов и независимых аргументов. Рассмотрим сначала среднюю квадратичную ошибку функции зависимых аргументов. Итак дана функция (30) где х, у, z, ...,w — попарно зависимые аргументы, полученные из наблюдений со средними квадратичными ошибками mx, ту, mz, ..., mw. Обозначим X, У, Z, ...,W - истинные (точные) значения аргументов. Необходимо определить mu - среднюю квадратичную ошибку функции и. Придадим аргументам малые приращения Ах, Ду, Дг, ... , Aw - истинные ошибки аргументов, т.е. Дх = х-Х: В соответствии с этим функция и также получит приращение, которое называется истинной ошибкой функции, и обозначим Ди. Итак, имеем Найдем линейную зависимость между малыми приращениями аргументов и функции, для чего в полном дифференциале функции (30) дифференциалы аргументов и функции заменим конечными приращениями. Полный дифференциал функции (30), как известно равен где —,—,— частные производные функции по каждому из аргументов. ох Эу dz ЗЛУ Заменяя в формуле (33) дифференциалы истинными ошибками функции и аргументов, получим где R - сумма членов содержащих истинные ошибки Ах, Ду, Az, ..., Aw во второй, третьей и т.д. степенях. Так как истинные ошибки Дх, Ду, Дг, „., Aw величины малые, с точностью, удовлетворяющей все запросы практики, членом R можно пренебречь. При многократном измерении аргументов, например п раз, столько же раз можно получить и приращение функции. Итак, пренебрегая членом R, можно записать в разных измерениях остаются практически постоянными и могут быть вычислены по приближенным значениям аргументов х0, уо, .-, Wo, в качестве которых можно взять например х0 = хь Уо = Уь --., Wo = Wi (хьУь --, Wi )-значения аргументов, полученные при первом измерении). В соответствие с этим можно принять

Вероятность ложного обнаружения при воздействии помех на цифровой логический обнаружитель

Будем считать, что входная последовательность обрабатываемых сигналов представляет собой последовательность испытаний Бернулли с исходами нуль и единица. В этом случае совокупность состояний обнаружителя представляет собой простую эргодическую цепь Маркова с матрицей переходных вероятностей, которая для алгоритма обнаружения «т/т — к» имеет вид Для эргодической цепи Маркова вектор Р финальных вероятностей состояний не зависит от вектора вероятностей начального состояния и связан с матрицей переходных вероятностей П векторно-матричным соотношением Указанные соотношения позволяют непосредственно находить финальные вероятности состояний, если известна матрица переходных вероятностей анализируемого алгоритма. Для алгоритма обнаружения по критерию «т/т — Ь с матрицей переходных вероятностей (56) решение уравнения (55) с учетом (57) получается в виде Формулы (58) позволяют находить финальные вероятности состоянии цепи Маркова при произвольных значениях тик.

Вероятность ложного обнаружения на каждой из рассматриваемых позиций определяется по формуле т. е. равна вероятности достижения состояния ат, начиная из исходного состояния а0. Эту вероятность нельзя путать с вероятностью Рт так как состояние ат может быть достигнуто не только из состояния am_i, но и из любого состояния с номером j т. При необходимости определить вероятность ложного обнаружения хотя бы на одной из N позиций можно воспользоваться приближенной формулой Рассмотрим теперь алгоритм типа «Ут — Ь К сожалению, ни граф, ни матрицу переходных вероятностей такого алгоритма не удается представить в общем виде, для произвольных / и т. Поэтому приходится анализировать отдельно каждый новый алгоритм. Для алгоритма типа «2/3 — к» матрица переходных вероятностей имеет вил Аналогичным образом рассчитываются финальные вероятности состояний для других логических обнаружителей. Подчеркнем, что исходным шагом при анализе вероятностных характеристик конкретных алгоритмов логических обнаружителей является составление графа и матрицы переходных вероятностей. Так как во многих случаях граф и матрица переходных вероятностей могут быть составлены на основе словесного описания условий срабатывания обнаружителя, то статистический анализ обнаружителя может предшествовать синтезу его схемы. Наряду с такой общепринятой характеристикой фильтрующей способности обнаружителей, как вероятность ложного обнаружения Рл0, часто необходимо знать среднее число ложных отметок Njio, фиксируемых на выходе обнаружителя в единицу времени.

Среднее число ложных отметок в единицу времени является наглядной характеристикой фильтрующей способности конкретных алгоритмов обнаружения. Это число необходимо знать для предъявления требований к ЦВМ вторичной обработки радиолокационной информации по емкости запоминающих устройств и быстродействию. Если рассматривать одно кольцо дальности (один интервал временного квантования), то среднее число ложных отметок в нем будет где Ь — число позиций в кольце дальности (одинаковое для всех колец). Если число колец дальности в зоне обзора равно пп а период обзора равен Т0, то среднее число ложных отметок в единицу времени определяется по формуле Для улучшения вероятностных характеристик этих показателей качества предлагается метод определения координат цели по двум из любых программам из трех, использующихся в данном устройстве. В нем присутствуют элементы трех безвесовых дискретных измерителей угловых координат и схема определения совпадений двух событий из трех, т.е. схема, реализующая функцию Приведенная функция может быть реализована либо в виде электронной схемы, либо в виде элемента программы функционирования БЦВМ. Структурная схема обнаружителя Если для фиксации явления обнаружения цели будем считать необходимым фиксацию его не менее чем по двум программам, то, допуская для упрощения независимость этих программ, вероятность правильного обнаружения программного обнаружителя

Похожие диссертации на Разработка алгоритмов и устройств, улучшающих характеристики безвесовых дискретных измерителей угловых координат РЛС