Методи зняття координат, що використовуються в АСУ

Заняття № 3: Методи зняття координат цілей.

Обговорено на засіданні кафедри

ПРОТОКОЛ № 1

“ 15 ” серпня 200 р

ХАРКІВ - 200 р

Навчальний потік – 326

Година– 90 хвилин.

Місце -клас

Навчальні та виховні цілі:

-ознайомити студентів з методами зняття координат, що

використовуються в АСУ ;

-довесті до студентів структурні схеми й головні характеристики

пристроїв зняття даних в АСУ;

-виховувати в студентів почуття відповідальності за вивчення дисципліни,

любов до своєї військової професії та до Батьковщини взагалі.

Навчальні питання та розподілення години

Вступ 5 хв.

1. Методи зняття координат, що використовуються в АСУ 40хв. 2. Структурні схеми й головні характеристики

пристроїв зняття даних в АСУ 40хв.

Заключення 5 хв.

Навчально-матеріальне забезпечення :

1. Діапозитиви 1-3

2. Крейда, дошка.

Навчальна література:

1.АСУ військ ПВО СВ. Частина 1.Основи побудови автоматизованих систем керування: Підручник. - К.: ВА ПВО СВ, 1989.

2.АСУ військ ПВО СВ. Частина 1. Основи побудови автоматизованих систем керування. Альбом малюнків. - К.: ВА ПВО СВ, 1989.

3.Азаренков В.В.,Сорокін В.П.,Степанов Г.А.Автоматизовані системи керування військовий ПВО.Обробка інформації в автоматизованих системах керування військовий ПВО.Конспект лекцій.Київ:изд.ВА ПВО,1985р.

ВВЕДЕННЯ

У цей час всі завдання, розв'язувані в АСУ, умовно ділять на завдання керування військами й завдання керування бойовими засобами. До першої групи ставляться завдання, що виникають, як правило, на етапі планування бойових дій з'єднання, частин і підрозділів військовий ПВО:

1.Прогнозування масштабу й характеру бойових дій засобів повітряного нападу супротивника.

2.Прогнозування радіоелектронної, радіаційної й хімічної обстановки.

3.Оцінка потенційних можливостей угруповання військ ПВО

4.Планування переміщення частин і підрозділів,облікїхнього стану.

5.Планування технічного забезпечення.

6.Оцінка позицій радіоелектронних засобів і ін.

У другу групу включають завдання, які вирішуються в ході отражени. нальоту повітряного супротивника. Прикладами цих аадач можуть служити збір і обробка даних про повітряну обстановку, вироблення рішень і передача цілевказівок засобами ПВО й т.д.У даній лекції изучаються завдання тільки другої групи.

Методи зняття координат, що використовуються в АСУ

Первинна обробка радіолокаційної інформації виробляється на радіолокаційних станціях або об'єктах АСУ й складається у виділенні із сумарного сигналу, отриманого на виході приймача, корисного (відбитого від мети) сигналу. Факт виявлення цього сигналу звичайно зв'язують із виявленням мети. Одночасно в пристрої, що здійснює первинну обробку, виробляється нумерація цілей, визначаються, кодуються, записуються на згадку ЕОМ або підготовляються для передачі на інші пристрої координати виявленої мети.

Первинна обробка може вироблятися ручними, автоматизованими або автоматичним способами.

При ручному способі, застосовуваному в планшетній схемі керування засобами ПВО, виявлення й визначення координат мети робить оператор РЛС. Природно, що ніякі обчислення він не виконує. Дії оператора визначаються результатами візуальної оцінки зображення на екрані й евристичних критеріях. Так, ціль виявляється по яскравості оцінки щодо тла. Координати мети оцінюються по взаємному положенню її оцінки й ліній (міток) азимута й дальності. Лічені оператором координати передаються по каналах зв'язку на пункти прийому.

При автоматизованому способі знімання координат цілей використовується схема, показана на мал. 2.1.

Генератор розгорнення формує імпульси пилкоподібної форми , , допомогою яких на індикаторі обстановки створюється радиалъно-кругове розгорнення. Сигнал з виходу приймача РЛС надходить у канал подсвета індикатора й на екрані виникає зображення. При зніманні координат цілей використовується переміщувана оператором по екрані світна крапка, називане маркером. Лінійне відхилення щупа механізму знімання координат від кулевого положення за допомогою редуктора й лаштунків перетвориться в кути повороту й , а останні -у пропорційні їм двійкові коди Хм і Ум. Після перетворення кодів у напруги виникає можливість высвечивания не індикаторі положення маркера.

Виявивши мету, оператор сполучає маркер із серединою переднього фронту оцінки й натискає кнопку ЗНІМАННЯ. Координати маркера, рівні в цей момент координатам мети, уводиться в ЕОМ. Обчислювальна машина реалізує алгоритми вторинної обробки інформації. За даними декількох оглядів РЛС вона розраховує тридцятимільйонні швидкості й поточні координати мети, які потім видаються на індикатор обстановки.

Залежно від того, відображаються або не відображаються на екрані індикатора поточні координати цілей оператор АСУ працює в од«ом із двох режимів:

максимальної продуктивності,

по відхиленню.

У режимі максимальної продуктивності оператор змушений працювати в тих випадках, коли він не бачить результатів машинної обробки обмірюваних їм координат цілей. Знімаючи з максимальною частотою дані про цілях, він забезпечує більше якісне рішення завдань керування на пунктах, що здійснюють прийом даних про повітряну обстановку.

Рис. 2.1 Структурна схема автоматизованого способу знімання координат цілей.

У режимі роботи з відхилення оператор постійно оцінює взаємне розташування на екрані двох оцінок: розрахованого машиною поточне й обмірюваного РЛС фактичного положення мети. Виявивши неузгодженість, оператор робить вимір координат і уведення їх в ЕОМ. У другому режимі точність супроводу цілей звичайно трохи вище й поліпшуються умови роботи оператора.

При автоматичному способі в АСУ використовується спеціальна цифро-аналогова апаратура. Сутність процесів перетворення інформації пояснює мал.2.2 і 2.3.

Обробка радіолокаційних сигналів починається з їхньої дискретизації. Процес дискретизації розбивається на два етапи: квантування за часом і квантування за рівнем. Із введенням тимчасового квантування розгорнення дальності РЛС розбивається на елементарні ділянки розміром

,

а загальне числі таких ділянок дорівнює

де - період імпульсів квантування;

з-с- швидкість поширення електромагнітного випромінювання в атмосфері Землі ;

- максимальна дальність виявлення РЛС.

При виборі періоду квантування враховують ряд міркувань.

По-перше, необхідно забезпечити мінімальну ймовірність пропуску корисного сигналу. Для цього величина не повинна перевищувати ефективної тривалості відбитого імпульсу.

По-друге, необхідно зберегти розв'язну здатність РЛС. Отже, період не повинен перевищувати тривалості зондувального імпульсу.

По-третє, повинна досягатися максимальна точність оцінка дальності до мети квантованным даним. Всім цим вимогам задовольняє , обрана з умови , де - інтервал кореляції сигналу U (t), одержуваного з виходу приймача РЛС.

Квантування за рівнем складається з порівняння вхідного сигналу U із граничним рівнем . Якщо має місце U , то квантователь видає імпульси стандартної амплітуди й тривалості, що означає логічну одиницю. Якщо U то імпульс у черговому тимчасовому інтервалі тривалістю відсутній (логічний 0). У принципі в схемі квантователя можуть використовуватися й кілька рівнів квантування, однак багаторівневі пристрої широкого застосування не знайшли. У зв'язку з тим що квантователи видають тільки два види вихідних сигналів, вони одержали назву бінарних або двійкових. Двоично - квантові сигнали надходять у запам'ятовувальний пристрій ЦОМ і на індикатор обстановки.

При обертанні антени з періодом Т0 і одночасній посилці зондувальних імпульсів з періодом Tп зона огляду РЛС розбивається на елементарні ділянки по азимуті (мал. 2.3). Кутовий розмір елементарної ділянки по азимуті

.

Загальне число таких ділянок

.

Отже, при тимчасовому квантуванні загальна кількість елементарних осередків, на яку розбивається зона огляду РЛС, дорівнює

Рис.2.2. Двійкове квантування радіолокаційних сигналів: а) Структурна схема; б) Тимчасові діаграми.

Рис.2.3.Виявлення пачки двоично-квантованных сигналів: а) Ділянка зони огляду РЛС; б) Тимчасові діаграми фіксації границь пачки.

Кожний з них у результаті двійкового квантування амплітуд сигналів ставиться у відповідність "I" або "ПРО". Обсяг цифровій даній, підлягаючій обробці в кожному огляді станції, виявляється дуже більшим. Спочатку всі дані запам'ятовуються в оперативній пам'яті ЦОМ і відображаються на індикаторі обстановці. Надалі вони послідовно обробляються для кожного окремо взятого кільця дальності. Обробка складається у виявленні пачки відбитих від мети двоїчно-квантових сигналів і встановленні її границь і (початок і кінець) мал.2.3..

У цей час основними способами виявлення й фіксації границь пачки є програмні способи. Сутність їх полягає в послідовному аналізі двійкових сигналів, що ставляться до обраного кільця дальності, і перевірці умов виявлення початку й кінця пачки. Як критерій початку пачки часто приймають появу деякої сукупності з До одиниць на заздалегідь зафіксованій кількості позицій l : “k з l (при )”. Типовими критеріями є "2 з 2" і "3 з 4 при обов'язкової другий". Тут "2 з 2" означає, що початок пачки, фіксується в тому випадку, якщо на двох суміжних позиціях утримуються дві одиниці. Критерії типу “До з l”іноді називаються програмами (або логіками) початку пачки.

Як критерій кінця пачки приймають наявність серії з I, 2, 3.....S нулів підряд. Обнаружители, у яких для фіксації початку пачки використовують програму “До з l”,а для фіксації кінця пачки - програму "S нулів підряд", називають програмними обнаружителями типу .

На мал.2.3 наведені тимчасові діаграми роботи різних обнаружителей. Як видно, зі збільшенням l і S зростає систематична помилка наміру азимута

.

У той же час при зменшенні l і S збільшується ймовірність виявлення помилкових цілей і “розщеплення” більших пачок на трохи малі.

Автоматична обробка даних за описаними критеріями може вироблятися апаратними або програмними засобами. Обмірювані координати мети, тобто D і , передаються із РЛС по каналах телекодового зв'язку на автоматизовані командні пункти для наступної обробки. Якщо первинна обробка інформації виробляється в АСУ, то координати D і записуються в спеціальні області пам'яті ЕОМ.