1.2. Операции, выполняемые в процессе объединения информации

К основным операциям третичной обработки относятся:

1) анализ сообщений на непротиворечивость содержащейся в них информации;

2) приведение поступившей информации к единой системе координат;

3) приведение поступившей информации к единому моменту времени;

4) отождествление информации (сообщений), включающее операции грубого и точного отождествления;

5) обобщение отождествленной информации, т.е. усреднение координат и параметров траектории ВО, сопровождаемых по данным нескольких источников;

6) разрешение конфликтных ситуаций, возникающих при обобщении информации;

7) формирование обобщенных сообщений для выдачи потребителям.

ВОПРОС №26

источники и классификация помех.

Любые посторонние излучения, воздействующие на приемное устройство РТС (выделяющиеся на фоне собственных шумов приемника), создают помехи. По способу создания помехи могут быть активными и пассивными.

Активные помехи создаются источниками первичного излучения естественного или искусственного происхождения. Источниками активных помех для РТС могут быть: авиационные станции активных помех, устанавливаемые на борту СВН противника; станции активных помех, размещаемые на земле или устанавливаемые на кораблях; забрасываемые малогабаритные передатчики помех одноразового использования; свои радиоэлектронные средства, в том числе РТС, излучающие электромагнитные колебания в соответствующих частотных диапазонах в пределах радиовидимости; природные (естественные) и индустриальные источники электромагнитных излучений; ядерные взрывы и др.

Пассивные помехи создаются за счет переотражения электромагнитной энергии самого РТС объектами естественного или искусственного происхождения. Источниками пассивных помех могут быть: участки земной поверхности; облака гидрометеообразований; облака искусственных металлических (металлизированных) отражателей - диполей, лент, специальных аэрозолей; пылевые облака, крупные скопления птиц, насекомых, турбулентная атмосфера; искусственно ионизированные области и др.

По своему происхождению помехи могут быть естественными, взаимными и искусственными (рис. 1).

Естественными являются помехи природного происхождения, к которым можно отнести: излучения электромагнитных волн нагретыми объектами; излучение Солнца, Луны, космических объектов и космического пространства; атмосферные и индустриальные помехи; вторичное излучение окружающих объектов; шумы антенны и приемников.

Активные помехи, вызываемые влиянием излучений различных радиоэлектронных средств друг на друга, называют взаимными помехами. Наряду с взаимными активными помехами иногда имеют место и взаимные пассивные помехи. Такие помехи наблюдаются в гористой местности и обусловлены переотражениями электромагнитных колебаний, излучаемых другими РТС.

Рис. 1. Классификация помех

Искусственные помехи создаются противником преднамеренно с целью нарушения нормальной работы РТС.

По характеру воздействия помехи делятся на маскирующие и имитирующие.

Маскирующая помеха полностью или частично маскирует полезный сигнал и тем самым исключает или затрудняет его выделение в приемном устройстве РТС. Этот вид помехи наиболее универсален и может использоваться против всех типов радиоэлектронных средств.

В качестве маскирующих часто используются шумовые помехи. Их воздействие на РТС эквивалентно увеличению уровня собственных шумов приемника, что приводит к снижению вероятности правильного обнаружения сигнала. Маскирующим эффектом обладают также несинхронные импульсные и многократные ответные импульсные помехи, когда на один зондирующий импульс подавляемого РТС передатчик помехопостановщика формирует серию ответных импульсов, среди которых может находиться сигнал, отраженный от цели (полезный).

Имитирующая помеха создает эффект ложных целей, перегружая устройства обработки и затрудняя получение информации об истинных целях.

В качестве имитирующих применяются, например, однократные активные импульсные помехи с переменной задержкой момента формирования для имитации движения цели. Имитирующие помехи оказывают существенное влияние на качество работы систем автоматического обнаружения и сопровождения целей.

Активные помехи могут дополнительно классифицироваться по следующим признакам: по времени воздействия на подавляемое РТС, по степени концентрации мощности излучения.

По времени воздействия на подавляемое РТС помехи подразделяются на импульсные и непрерывные (импульсные помехи, в свою очередь, подразделяются - на ответные и неответные, на синхронные и несинхронные).

Ответные помехи создаются за счет переизлучения и тиражирования зондирующих сигналов подавляемого РТС. Средства создания таких помех отличаются большим быстродействием. Ответные помехи применяются, главным образом, для перегрузки устройств обработки эхо-сигналов и дезинформации о воздушной обстановке. Неответные помехи не имеют жесткой временной связи с сигналами подавляемой РЛС.

Синхронные импульсные помехи имеют частоту следования, согласованную с частотой посылок зондирующих сигналов подавляемой РЛС. Несинхронные импульсные помехи имеют произвольную частоту следования.

По степени концентрации мощности излучения в диапазоне частот и направленности излучения помехи подразделяются на прицельные, заградительные и скользящие по частоте.

Прицельная по частоте помеха имеет ширину спектра одного порядка с шириной спектра сигнала, т.е.

.

Заградительная по частоте помеха имеет

.

Скользящая по частоте помеха – это помеха, средняя частота которой изменяется в заданном диапазоне с установленной скоростью перестройки. Она сочетает прицельный и заградительный режим работы станций активных помех и создает для РТС так называемую нестационарную активную помеху.

ВОПРОС №27

Количественные характеристики помехозащищенности РТС

Помехоустойчивость РТС – способность РТС противостоять радиоэлектронному противодействию противника и выполнять свои функции по ведению радиолокационной разведки и выдаче радиолокационной информации с заданным качеством в условиях складывающейся обстановки.

Помехозащищенность РТС – составная часть помехоустойчивости, характеризующая способность РТС противостоять воздействию помех за счет использования устройств и режимов защиты от помех.

Для количественной оценки помехозащищенности РТС используется ряд показателей.

В качестве обобщенного показателя помехозащищенности можно использовать дальность обнаружения определенного типа воздушных объектов с заданными вероятностями правильного обнаружения и ложной тревоги в конкретных условиях помеховой обстановки.

Вместе с обобщенным показателем помехозащищенности РТС широко используются и частные, характеризующие степень воздействия каждого вида помех. Например, помехозащищенность РЛС в условиях воздействия активных шумовых помех оценивается следующими показателями:

спектральной плотностью мощности помех, при которой обеспечиваются требуемые характеристики обнаружения воздушного объекта с заданной ЭОП. Спектральная плотность мощности помех () на выходе антенны передатчика помех оценивается выражением:

, [Вт/МГц],

где Р_П – мощность передатчика помех; G_П – коэффициент усиления антенны помехопостановщика; Δf_П – ширина спектра помехи;

коэффициентом сжатия зоны обнаружения РТС (К_СЖ) – определяется как отношение дальности обнаружения целей в помехах при включенной аппаратуре защиты d_п.вкл к дальности обнаружения без помех d_{без п}:

К_СЖ = d_п.вкл / d_{без п} .

Коэффициент может принимать значения от 0 (РТС полностью подавлено помехой) до 1 (идеальный, практически недостижимый случай);

сектором эффективного подавления РТС (_ЭП) – это сектор в направлении на источник помехи, в пределах которого обнаружение целей невозможно; измеряется в градусах и определяется в основном шириной главного лепестка и ближних боковых (первого, второго) ДНА РТС;

коэффициентом подавления активной помехи – определяется как отношение мощности помехи на входе устройства защиты Р_п.вх к мощности помехи на выходе устройства защиты Р_п.вых ; измеряется, как правило, в децибелах :

К_п = 10 lg(Р_п.вх /Р_п.вых);

шириной диапазона перестройки частоты РТС f_РТС – характеризует возможности РТС по защите от прицельной помехи;

количеством фиксированных рабочих частот (называемых рабочими точками) в диапазоне перестройки.

Помехозащищенность РЛС в условиях воздействия пассивных помех оценивается следующими частными показателями:

коэффициентом подавления помехи, определяемым как отношение мощности помехи на входе устройства режекции к мощности помехи на его выходе, т.е.

К_П = Р_{П вх} / Р_{П вых} .

Этот показатель можно измерить. Однако он недостаточно полно характеризует устройства защиты от помех, т.к. не учитывает прохождение полезного сигнала и влияние собственных шумов;

коэффициентом подпомеховой видимости К_ПВ, определяемым как отношение, показывающее насколько средняя мощность сигнала от цели Р_{С вх} на входе приемника может быть слабее интенсивности пассивной помехи Р_{П вх} на входе приемника, при котором обеспечивается обнаружение сигнала с заданными вероятностями правильного обнаружения D = D_зад и ложной тревоги F = F_зад.

К_П = Р_{П вх} / Р_{С вх} D = D_зад .

F = F_зад

Исходя из этого определения следует, что К_ПВ характеризует способность РТС обнаруживать сигнал на фоне интенсивных пассивных помех. Этот параметр зависит не только от характеристик устройства защиты, но и от используемого алгоритма обнаружения полезного сигнала;

рубежами обнаружения и качеством проводки целей на фоне дипольных отражателей заданной линейной плотности. Плотность задается числом N_П дипольных отражателей, сбрасываемых на каждые 100 метров пути;

коэффициентом улучшения (К_У) отношения сигнал/помеха за счет использования помехозащитной аппатуры;

допустимой линейной плотностью дипольных помех, при которой обнаруживается цель с заданной ЭОП и требуемыми вероятностями правильного обнаружения и ложной тревоги на заданной дальности и обеспечивается ее сопровождение с установленным качеством.

Этот показатель связан с К_ПВ прямо пропорциональной зависимостью. Действительно, при радиальной ориентации полосы отражений отношение мощности помехи к мощности сигнала на входе приемника

Р_{П вх} / Р_{С вх} = ,

где _пач – эффективная отражающая поверхность одной пачки дипольных отражателей; _И – длительность импульса на выходе оптимального фильтра.

Если левую часть равенства представить как К_ПВ, то можно получить выражение для расчета допустимой линейной плотности дипольных отражателей при их радиальной постановке

N_{п доп} = .

Общепринятых показателей защищенности РТС от активных импульсных помех нет. Целесообразно характеризовать эффективность помехозащитной аппаратуры коэффициентом подавления импульсных помех (K_Пип), определяемым как отношение количества ложных отметок на выходе РТС (на устройстве отображения РТС) при выключенной защите (N_ЛОвыкл) к количеству ложных отметок при включенной защите (N_{ЛО вкл.}), т.е.

K_Пип= N_{ЛО выкл} / N_{ЛО вкл} .

По современным требованиям РТС боевого режима, к которым предъявляются наиболее жесткие требования по помехозащищенности, должны обеспечивать выдачу информации требуемого качества в условиях воздействия:

АШП, воздействующих по ближним боковым лепесткам ДН со спектральной плотностью мощности до _П = 100 Вт/МГц с дальности R_П = 200 км;

АШП, воздействующих по дальним лепесткам ДНА с _П = 500 Вт/МГц с дальности R_П = 200 км;

пассивных помех с линейной плотностью N_П в дальней зоне до 2-х пачек на 100 метров пути, в зоне действия огневых средств – до 5 – 6 пачек на 100 метров пути.

Наиболее сложным видом помех для РТС являются маскирующие активные помехи. Помехи этого вида являются наиболее универсальными, и они с успехом могут быть использованы для подавления радиоэлектронных средств любого назначения при самых разнообразных режимах их использования.

Уравнение противорадиолокации при воздействии активных шумовых помех

. (1)

Разновидностями уравнения противорадиолокации являются уравнения самоприкрытия и внешнего прикрытия.

Самоприкрытие – это прикрытие (маскировка) воздушного объекта активной шумовой помехой посредством передатчиков помех, размещенных на его борту.

В случае самоприкрытия

.

Если пренебречь внутренним шумом приемника (так как он действительно мал по сравнению с уровнем N_П), то из соотношения получается

. (2)

Переход к корню квадратному в (2) обусловлен совпадением дальности R_П до источника помех с дальностью R_Ц до цели, несущей этот источник.

Внешнее прикрытие – это прикрытие (маскировка) цели активной шумовой помехой посредством передатчика помех, расположенного вне объекта локации.

Для внешнего прикрытия характерно воздействие помехи по "склонам" главного луча либо по боковым лепесткам ДНА РТС.

В этом случае спектральная плотность мощности внешних помех на входе приемника РТС составляет

, (3)

где ,  – угловые координаты цели; _i, _i – угловые координаты i-го источника помех; R_i – дальность до i-го постановщика помех; К_шп – коэффициент, учитывающий возможное ухудшение качества помехи за счет использования модуляции шумом (для прямошумовой помехи К_шп =1 ); К_{нп i} – коэффициент, учитывающий несовпадение поляризации помехи и приемной антенны РТС; L_пр – коэффициент потерь в приемном тракте РЛС; _m – коэффициент подавления помех в приемном тракте РТС при воздействии "m" постановщиков помех.

Значит величина N_п зависит от угловых расстояний между постановщиком помех и целью, формы ДНА РТС, расстояния до постановщика помех и спектральной плотности мощности передатчика помех. Для каждого углового направления можно получить дальность обнаружения, а значит определить зону обнаружения РЛС.

ВОПРОС №28

Методы радиолокационного распознавания

Радиолокационное распознавание воздушного объекта – процесс установления принадлежности воздушного объекта, наблюдаемого средствами радиолокации, к одному из заранее определенных классов (типов, состояний), входящих в заданный алфавит.

Класс воздушного объекта – совокупность (группа) воздушных объектов, объединенных по какому-либо одному или нескольким свойствам (тактическим, летно-техническим, конструктивным, геометрическим, отражательным, излучательным или иным).

Алфавит распознаваемых классов (типов) воздушных объектов – априорно заданный, исходя из дальнейшего использования результатов распознавания, перечень взаимоисключающих классов (типов) воздушных объектов, о принадлежности к одному из которых должно быть принято решение относительно наблюдаемого объекта.

Информация о радиолокационных характеристиках объектов может быть получена методами как активной, так и пассивной радиолокации.

В методах активной радиолокации определение радиолокационных характеристик объектов основано на отражении радиоволн от объектов (так называемом вторичном излучении объектов).

В методах пассивной радиолокации может использоваться естественное радиоизлучение воздушных объектов (например, в инфракрасном диапазоне волн – радиотеплолокация) либо радиоизлучение бортовых источников радиосигналов и помех.

Широко используемый в литературе подход предполагает классификацию методов распознавания в зависимости от вида используемой радиолокационной информации. Это позволяет систематизировать методы и устройства распознавания, применяемые как при активной, так и пассивной радиолокации.

Различают методы распознавания ВО: по тактическим признакам; по сигнальным признакам; по радиоизлучению ВО; по траекторным признакам; по комплексным характеристикам ВО (рис. 1).

Рис. 1. Методы распознавания радиолокационных целей

В качестве тактических признаков используются: тактическая дальность; курс цели относительно линии боевого соприкосновения (ЛБС); курсовой параметр цели относительно разведанных аэродромов противника и стартовых площадок ракет; курсовой параметр цели относительно стыка зон ответственности (обнаружения) разных средств ВКО.

Тактические признаки характеризуют решаемые СВН задачи, возможный количественный состав групп целей, способы постановки помех, боевые порядки СВН, способы применения бортового оружия с воздушных носителей, наиболее вероятные маршруты полета и т.д.

К сигнальным признакам относятся: интенсивность принимаемых сигналов на одной или разных частотах, т.е. величина ЭОП ВО; флюктуация ЭОП ВО, а также спектр флюктуаций ЭОП; импульсная характеристика ВО, а также его передаточная характеристика, полученная путем Фурье-преобразования импульсной характеристики, либо излучения серии дискретных сигналов со спектром частот от 0 до  (на практике число дискретных частот выбирают порядка 10); собственные резонансы ВО (измеряют фазовые сдвиги, вносимые ВО при его облучении двумя когерентными гармоническими сигналами кратных частот); поляризационные характеристики отраженных одночастотных и многочастотных сигналов; структуры сжатого широкополосного сигнала, представляющие собой одномерное радиолокационное изображение ВО (радиолокационный дальностный портрет); характеристики "турбинной" модуляции.

В качестве сигнальных признаков используются: амплитуда отраженного сигнала; косвенная оценка ЭПР; сглаженная величина углового радиолокационного пакета; турбинная модуляция; ширина спектра сигнала, параметр рассеяния приема. Признаки распознавания "амплитуда отраженного сигнала", "косвенная оценка ЭПР" и "сглаженная величина углового радиолокационного пакета" в существующем и перспективном вооружении используются для оценки ЭПР наблюдаемой воздушной цели.

К траекторным признакам относятся: скорость, курс и высота полета воздушных объектов, развиваемые максимальные ускорения; маневренные характеристики сопровождаемых объектов; энергетическая высота, которая определяется по формуле Н_э = V²/2g + H , где V – скорость движения ВО, g – ускорение свободного падения, Н – высота полета ВО и скорость изменения энергетической высоты (Vн_э); уровень отраженного от цели сигнала, радиолокационный портрет цели (форма отраженного сигнала), особенности поведения цели и другие признаки.

Перечисленные траекторные признаки при их использовании в качестве признаков распознавания позволяют выделить в составе удара следующие классы: баллистические цели, авиационные ракеты, самолеты стратегической и тактической авиации, малоскоростные цели, дрейфующие аэростаты.

Алгоритм траекторного распознания представляет собой многошаговую последовательную процедуру принятия решения, в основу которой положен критерий Неймана – Пирсона. При каждом обновлении информации по траектории принимаются частные решения о классе ВО. Суть процедур классификации состоит в сравнении траекторных признаков с пороговыми значениями. По частным решениям принимается окончательное решение с использованием критерийной обработки.

К радиоизлучению ВО относятся излучения РЛС управления оружием, РЛС обеспечения безопасности полетов, станций помех, тепловое излучение двигателей и др. Распознавание по помеховым излучениям возможно в связи с тем, что форма помеховых сигналов является устойчивой и зависит от типа генераторных и усилительных приборов, элементов антенно-фидерного тракта.

Алгоритмы (процедуры) распознавания могут использовать в качестве исходных данных либо один из типов названных признаков, либо одновременно два или три из них (комплексные характеристики целей). В настоящее время в радиолокационной системе основными источниками сигнальных признаков (как наиболее информативных) для последующей обработки являются средства активной радиолокации, которые используют для радиолокационного наблюдения различные типы зондирующих сигналов. Поэтому в литературе широко используется классификация методов распознавания по сигнальным признакам в зависимости от типа зондирующего сигнала, используемого в РЛС: по узкополосным сигналам; по многочастотным сигналам; по широкополосным сигналам; по сверхширокополосным сигналам (рис. 2).

Рис. 2. Классификация методов распознавания в зависимости от типа зондирующих сигналов, используемых в РТС

Такая классификация позволяет систематизировать методы и устройства радиолокационного распознавания, применяемые при активной радиолокации.

ВОПРОС №29

Показатели качества распознавания

Показатели качества распознавания – совокупность показателей, характеризующих возможности РТС по решению задачи распознавания ВО.

К показателям качества распознавания воздушных объектов относятся:

виды и количество классов распознаваемых воздушных объектов (библиотека классов);

• вероятность правильного распознавания класса воздушного объекта;

• вероятность ошибочного распознавания класса воздушного объекта;

• матрица вероятностей распознавания воздушных объектов;

• дальность распознавания воздушных объектов;

• зона распознавания воздушных объектов;

• время распознавания воздушных объектов;

• помехоустойчивость распознавания воздушных объектов;

• имитоустойчивость распознавания воздушных объектов;

• разрешающая способность средства распознавания по дальности и (или) угловым координатам;

• пропускная способность средства распознавания воздушных объектов.

Дадим определения перечисленным показателям.

Вероятность правильного распознавания класса воздушного объекта – вероятность принятия решения о принадлежности наблюдаемого объекта к одному из входящих в заданный алфавит классов при условии, что данный объект действительно относится к этому классу.

Вероятность ошибочного распознавания класса воздушного объекта – вероятность принятия решения о принадлежности наблюдаемого объекта к одному из входящих в заданный алфавит классов при условии, что данный объект в действительности относится к другому классу.

Матрица вероятностей распознавания воздушных объектов – квадратная матрица, размерность которой совпадает с числом классов воздушных объектов, определенных заданным алфавитом. По диагонали матрицы расположены вероятности правильного распознавания классов объектов, остальные элементы являются вероятностями ошибочных решений распознавания относительно классов воздушных объектов, их численные значения находятся на пересечении столбцов и строк матрицы.

Дальность распознавания воздушных объектов – дальность до обнаруженного объекта, на которой обеспечивается его правильное распознавание с заданной вероятностью.

Зона распознавания воздушных объектов – область пространства наблюдения воздушного объекта, в пределах которой обеспечивается его правильное распознавание с заданной вероятностью.

Время распознавания воздушных объектов – временной интервал, за который обнаруженный воздушный объект правильно распознается с заданной вероятностью.

Помехоустойчивость распознавания воздушного объекта – способность средства и (или) системы распознавания обеспечивать правильное распознавание обнаруженного воздушного объекта с заданными характеристиками в условиях воздействия преднамеренных и естественных помех.

Имитоустойчивость распознавания воздушных объектов – способность средства и (или) системы распознавания обеспечивать правильное распознавание обнаруженного воздушного объекта с заданными характеристиками в условиях использования (имитации) противником признаков распознавания.

Разрешающая способность средства распознавания по дальности и (или) угловым координатам – минимальное расстояние по дальности и (или) угловым координатам между воздушными объектами, при которых средство распознавания обеспечивает их правильное распознавание раздельно с заданными характеристиками.

Пропускная способность средства распознавания воздушных объектов – количество воздушных объектов, правильно распознаваемых в единицу времени с заданными характеристиками.

ВОПРОС №30

Назначение специализированного вычислителя.

Специализированный вычислитель (СВ) представляет собой ЭВМ специального назначения третьего поколения . Предназначен для решения специализированных задач обработки информации в комплексах средств автоматизации. В зависимости от использования СВ решаются следующие задачи:

а) в комплексе средств отображения и управления:

• подготовка информации для отображения ее на рабочих местах (РМ) лиц боевого расчета (ЛБР);

• обеспечение взаимодействия лиц ЛБР с ЦВК посредством команд, вводимых с пультовой аппаратуры РМ;

б) в комплексе средств передачи информации:

• приём информации от ЦВК, формирование кодограмм обмена в соответствии с типом абонента и выдача её пословно в устройство сопряжения с дискретными каналами связи (УСДК);

• приём информации из УСДК, преобразование к виду, принятому в ЦВК и её выдача.

в) в комплексах обработки радиолокационной информации:

• завязка трасс и автоматическое сопровождение воздушных объектов, селекция и отождествление воздушных объектов и т. д. (вторичная обработка РЛИ);

• пересчёт координат воздушных объектов из полярной системы в прямоугольную и наоборот;

• выдача целеуказаний на РЛС для обнаружения воздушных объектов и уточнение их характеристик;

г) в комплексах диагностики:

• локализация неисправностей в блоках и типовых элементах замены с помощью специальных тестов (алгоритмов);

• перезапись информации в кассеты блока ДЗУ – Э.

д) в комплексах построения отчётных документов:

• формирование различных моделей боевых действий и выдача их на печать.

СВ представляет собой многопроцессорный вычислительный комплекс (ВК) с блочно-модульным построением запоминающих устройств (ЗУ).

В зависимости от архитектуры построения спецвычислителя различают следующие его модификации: СВ, СВ-01, СВ-02, СВ-04.

Эти модификации имеют общие функциональные устройства и различаются только количеством процессоров, емкостью оперативной и долговременной памяти и решаемыми функциональными задачами.