Алгоритм оценивания координат состояния вертолёта в бортовой радиолокационной станции


DOI: 10.34759/trd-2022-127-18

Авторы

Горбунов С. А.1, Ненашев В. А.2*, Мажитов М. В.1, Хадур А. А.1

1. Военная академия воздушно-космической обороны имени Г. К. Жукова, ул. Жигарева, 50, Тверь, 170000, Россия
2. Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения, ул. Большая Морская, 67, Санкт-Петербург, 190000, Россия

*e-mail: nenashev@guap.ru

Аннотация

Расширение функций и областей применения вертолетов определяет востребованность и актуальность разработки новых алгоритмов оценивания координат состояния в импульсно-доплеровской радиолокационной станции воздушного базирования, обеспечивающих устойчивое наблюдение, что в свою очередь положительно отразится на безопасности полетов. Вертолет является сложным с точки зрения радиолокации объектом наблюдения. Анализ существующих алгоритмов оценивания координат состояния показал недостаточную эффективность при обнаружении и сопровождении вертолета при различном характере его полета. Поэтому объективно существует необходимость разработки новых алгоритмов оценивания, учитывающих особенности полета вертолета, и обеспечивающих устойчивое его наблюдение. В качестве подхода для получения оптимальных алгоритмов оценивания координат состояния вертолета предложено использование математического аппарата теории оптимальной линейной фильтрации. Цель исследования: на основе математического аппарата теории оптимальной линейной фильтрации синтезировать оптимальный по минимуму среднеквадратической ошибки алгоритм оценивания координат абсолютного и относительного движения вертолета в бортовой радиолокационной станции при различном характере его полета, включая режим зависания. Результаты: представлен анализ эффективности применения синтезированного алгоритма оценивания координат состояния вертолета. Особенностью является использование в бортовой радиолокационной станции при сопровождении вертолета по скорости двух составляющих: оценки доплеровской частоты, обусловленной отражениями сигнала от фюзеляжа, и оценки доплеровской частоты, обусловленной отражениями сигнала от вращающихся лопастей несущего винта вертолета. Практическая значимость: результаты исследований могут быть использованы при модернизации существующих и разработке перспективных бортовых радиолокационных станций, построенных на импульсно-доплеровском принципе обработки сигналов.

Ключевые слова:

вертолет, бортовая радиолокационная станция, алгоритм оценивания координат состояния, теория оптимального оценивания

Библиографический список

  1. Будник А.С. Опыт применения вертолетов армейской авиации в локальных войнах и вооруженных конфликтах // Военная мысль. 2016. № 4. С. 22-26.
  2. Федосов Е.А. Авиация ПВО России и научно-технический прогресс: боевые комплексы и системы вчера, сегодня, завтра: монография. — М.: Дрофа, 2004. — 256 с.
  3. Бельский А.Б., Дибижев А.К., Чобан В.М. Основные тенденции развития бортового оборудования и авиационного вооружения перспективного боевого вертолетного комплекса // Успехи современной радиоэлектроники. 2021. T. 75. № 1. С. 52–59. DOI: 10.18127/j20700784-202101-03
  4. Богданов А.В., Горбунов С.А., Кучин А.А., Шпортко С.А. Точностные и вероятностные характеристики алгоритма распознавания режима полета вертолета в радиолокационной системе воздушного базирования // Журнал Сибирского федерального университета. Техника и технологии. 2018. № 11 (3). С. 358-370. DOI: 10.17516/1999-494X-0048
  5. Shepeta A. P., Nenashev V. A. Accuracy characteristics of object location in a two-position system of small onboard radars // Information and Control Systems, 2020, no. 2, pp. 31–36. DOI: 10.31799/1684-8853-2020-2-31-36
  6. Меркулов В.И., Верба В.С., Ильчук А.Р. Автоматическое сопровождение целей в РЛС интегрированных авиационных комплексов. Теоретические основы. РЛС в составе интегрированного авиационного комплекса: монография. — М.: Радиотехника, 2018. Т. 1. — 316 с.
  7. Меркулов В.И., Верба В.С., Ильчук А.Р. Колтышев Е.Е. Автоматическое сопровождение целей в РЛС интегрированных авиационных комплексов. Сопровождение одиночных целей: монография. — М.: Радиотехника, 2018. Т. 2. — 486 с.
  8. Вексин С.И. Обработка радиолокационных сигналов в доплеровских головках самонаведения. — М.: Изд-во МАИ, 2005. — 244 с.
  9. Богданов А.В., Кучин А.А., Горбунов С.А. Экспериментальные исходные данные для синтеза алгоритмов наведения ракеты класса «воздух-воздух» с радиолокационной головкой самонаведения в интересах поражения воздушной цели класса «вертолёт» // XXX Всероссийская научно-практическая конференция школы-семинар «Передача, прием, обработка и отображение информации о быстропротекающих процессах» (Сочи, 1-9 октября 2019): сборник статей. — М.: Изд-во «Военно-воздушная инженерная академия им. Н.Е. Жуковского», 2019. С. 138–142.
  10. Богданов А.В., Горбунов С.А., Кучин А.А., Хадур А.А. Алгоритм наведения управляемой ракеты класса «воздух-воздух» с активной радиолокационной головкой самонаведения на вертолет при различном характере его полета // Журнал Сибирского федерального университета. Техника и технологии. 2020. № 13 (7). С. 829–842. DOI: 10.17516/1999-494X-0269
  11. Васильев О.В., Макаев В.Е., Щекотилов В.Г. Исследование характеристик радиолокационных сигналов, отраженных от цели типа «вертолет» / Под ред. В.Н. Антипова. — М.: ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского. 1996.
  12. Меркулов В.И., Харьков В.П. Оптимизация радиоэлектронных систем управления. Методы и алгоритмы синтеза оптимального управления (обзор) // Радиотехника. 1998. № 9. С. 2-24.
  13. Верба В.С., Татарский Б.Г. Комплексы с беспилотными летательными аппаратами. Робототехнические комплексы на основе БЛА: монография. — М.: Радиотехника, 2016. Кн. 2. — 824 с.
  14. Богданов А.В., Закомолдин Д.В. Вероятностные характеристики алгоритма, реализующего метод идентификации уводящей по скорости помехи в бортовой импульсно-доплеровской РЛС // Вестник Военной академии воздушно-космической обороны. 2016. № 1. С. 43-50.
  15. Закомолдин Д.В. Методика моделирования сопровождения по скорости воздушной цели при калмановском подходе // I Всероссийская научно-практическая конференция «Актуальные вопросы развития вооружения, военной и специальной техники войск противовоздушной и противоракетной обороны, космических войск воздушно-космических сил» (Москва, 22 апреля 2016): сборник трудов. — М.: Изд-во «Военно-воздушная инженерная академия им. Н.Е. Жуковского», 2016. С. 58-67.
  16. Володко А.М., Верхозин М.П., Горшков В.А. Вертолеты. Справочник по аэродинамике полета, конструкции, оборудованию и технической эксплуатации. — М.: Воениздат, 1992. — 557 с.
  17. Горбунов С.А., Богданов А.В., Бедрицкий А.И. и др. Способ сопровождения вертолета в импульсно-доплеровской радиолокационной станции. Патент 2728278 РФ, МПК G 01S 13/52. Бюлл. № 22, 29.07.20.
  18. Лунёв Е.М., Неретин Е.С., Дяченко С.А. Дуброво А.И. Разработка программно-алгоритмического обеспечения прототипа системы синтетического видения для перспективных объектов авиационной техники // Труды МАИ. 2016. № 86. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=66366
  19. Дяченко С.А. Разработка модели системы синтетического видения для перспективных гражданских самолётов // Труды МАИ. 2018. № 99. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=91966
  20. Генералов А.Г., Гаджиев Э.В., Салихова М.Р. Применение спиральных антенн для бортовых систем и комплексов // Труды МАИ. 2019. № 106. https://trudymai.ru/published.php?ID=105685

    21. Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход