Математически модел за определяне на пространствени координати чрез пасивен радар - тема

Статията описва етапите и представя резултатите от разработването на алгоритъм за определяне на пространствените координати на източниците на радиоизлъчване въз основа на гониометричния метод за търсене на посока и метода на еднопараметрични набори.

Текст на научната работа по темата "Математически модел за определяне на пространствени координати по метода на пасивния радар"

МАТЕМАТИЧЕН МОДЕЛ ЗА ОПРЕДЕЛЯНЕ НА ПРОСТРАНСТВЕНИТЕ КООРДИНАТИ ПО МЕТОДА НА ПАСИВНИЯ РЛС

Н. И. КОРСУНОВ Д. В. Егоров

Белгородски държавен национален изследователски университет

Ключови думи: гониометричен алгоритъм, методи за определяне на координати, обхват, точка на приемане, пасивен радар.

Основната задача на пасивния радар е да определи местоположението на обектите чрез собственото им излъчване в радиодиапазона. Освен това в редица случаи посоката и скоростта на движение на даден обект и другите му характеристики могат да бъдат определени с помощта на пасивни радарни методи.

С пасивния радар всякакви радио вибрации, излъчвани от обекти, могат да се използват както с помощта на специални обекти, така и в резултат на собственото им радиоизлъчване.

Основните задачи на пасивния радар съвпадат със задачите на активния радар. Средствата им обаче се различават. Активният радар, за разлика от пасивния, използва собствени радиоколебания, за да определи местоположението на обектите и техните характеристики. За да ги получат, активните радарни средства включват мощни генераторни устройства, чиято енергия се излъчва в необходимите посоки с помощта на специални антени. Приемните устройства са длъжни да регистрират отразените от тях сигнали. Средствата за пасивен радар имат само приемни точки.

Липсата на мощни предавателни устройства в пасивното радарно оборудване затруднява определянето на позициите на радарите.

При известно местоположение на приемащите точки (геометрията на комплекса), позицията на обекта в пространството се определя от набор от три основни координати на обекта. Основните координати ви позволяват да изчислявате пространствени.

В зависимост от използваните първични координати се разграничават следните пасивни радарни методи.

1. Ъгловите методи се основават на използването на ъглови измервания. В най-простите случаи са достатъчни само две точки, в които е необходимо да се измерват два азимута и един ъгъл на кота, или два ъгъла на кота и един азимут. Пространствените координати за първия случай се определят от израза:

x _ L - Y2. кошара o _ кошара o,

Yxb - Yr _ B b +1 Y b-1 2 b-1 '

тен s y - y2 _ тен s B

sin D b -1 sin D b -1 '

B = -— f »Y1 -Y2 _B тен D

B - база (разстояние между приемащите точки), x, y, z - координати на радиоактивния източник (радиоизточник), xi, yi, zi-координати на приемника (приемащата точка) [1].

Този случай е за предпочитане, ако -IRI са под ниски ъгли на кота. Ако комплексът е проектиран да измерва положението на обектите в зенита, тогава е препоръчително да се измерват два ъгъла на кота и един азимут.

Сред гониометричните се откроява така нареченият триангулационен метод на радара. С този метод координатите в равнината на обект x и y могат да бъдат изчислени, ако се измерват само два азимута (лагери) Pi и P2. Координатата на обект може да се определи от известната страна (основа) и два съседни ъгъла до нея. Подобен проблем се среща в геодезията, откъдето се взема терминът "триангулация" [4].

2. Методите за диференциален далекомер за определяне на координати използват три независими разлики в обхвата като първични измервания. За да направите това, е необходимо да имате поне четири приемащи точки и пространствените координати могат да бъдат изчислени с известната геометрия на комплекса. На практика има различни опции за намиране на пунктове за приемане на земята. Въпреки това, дори при наличие на симетрия в тяхното подреждане, процесът на изчисляване на пространствените координати е доста сложен [3].

3. Методите за определяне на ъглови разлики използват гониометрични координати и разликата в диапазоните като основни координати. Пространствените координати могат да бъдат определени, ако има само две приемащи точки. В случая, когато заедно с измерването на разликата в диапазоните в един от тях се измерват азимутът и котата, координатите се изчисляват с помощта на изразите:

Bu secs-ysinD 2 y secs-sin D '

B (1 -y2) tans 2 y sec- sin D където

B - база (разстояние между приемащите точки), d-разлика в разстоянията между PP и IRI, x, y, z-координати на IRI, xi, yi, zi-координати на PP [1].