Методика анализа, прогнозирования и оптимизации траекторных условий применения лазерных полуактивных систем наведения


Авторы

Маслиев А. А.1, Хисматов И. Ф.2

1. Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем, Москва, Москва, Россия
2. Московский научно-исследовательский телевизионный институт, ул. Гольяновская, 7а, стр.1, Москва, 105094, Россия

Аннотация

Исследование посвящено повышению зачётности лётных испытаний лазерных полуактивных систем наведения (ЛПСН) за счет прогнозирования дальностей обнаружения лазерного пятна на полигоне по результатам анализа статистической выборки проведенных ранее экспериментов. Анализируемая статистическая выборка формируется методом математического моделирования, входной информацией для которого являются результаты регистрации дальности обнаружения лазерного пятна, характеристики аппаратуры подсвета и приема, метеоусловий и отражательных свойств используемой мишени. На основе линеаризации относительно математического ожидания вектора входной информации математической модели получено выражение для дисперсии ошибки расчёта порогового потока энергии на приемнике оптического излучения в зависимости от дисперсий ошибок используемой информации. Определены относительные веса погрешностей входной информации в структуре ошибки расчёта порогового потока излучения, выполнена оценка согласованности расчётных значений её дисперсии экспериментальным данным, результаты которой подтвердили адекватность разработанной математической модели в части воспроизведения факторов, действующих в системе «подсвет-мишень-приёмник». Прогнозирование дальностей обнаружения лазерного пятна выполняется в зависимости от планируемых траекторных условий, характеризуемых прозрачностью атмосферы на трассах, углами подсвета и визирования мишени. Показателем достоверности прогнозирования является вероятность обнаружения пятна в заданном диапазоне дальностей, которая оценивается на основе информации о метеоусловиях, траекторных параметров и полученных оценок дисперсии результатов моделирования порогового потока. Разработана математическая модель распределения потока энергии излучения на приемнике ЛПСН в зависимости от характеристик траекторий приёма и подсвета полигонных мишеней, метеоусловий. Математическая модель отличается от известных применением экспериментально определяемых индикатрис коэффициентов яркости, распределенных по поверхности полигональной модели мишени, что позволяет учитывать в расчётах её оптические и геометрические характеристики, которые оказывают существенное влияние на результаты функционирования ЛПСН. Результаты математического моделирования подтверждены натурными лётными экспериментами. Установлено, что оптимальными условиями проведения лётных экспериментов по критерию минимума дисперсии расчётных значений порогового потока являются условия, в которых дальность обнаружения максимальна. Применение разработанного методического аппарата при планировании лётных испытаний позволит снизить степень неопределённостей, повысить обоснованность результатов анализа, а также разрабатывать процедуры поиска оптимальных условий проведения лётных экспериментов, исключающих неоднозначности в интерпретации их результатов. 

Ключевые слова:

лазерные полуактивные системы, статистическая проверка гипотез, структура погрешностей, лётные испытания, моделирование, методика анализа и прогнозирования

Библиографический список

  1. Буравлев А.И. Боевое применение и эффективность комплексов авиационного вооружения. - М.: ВВИА, 1992. - 240 с.

  2. Левшин Е.А. Возможности метода полунатурного моделирования при проведении испытаний авиационных оптико-электронных следящих систем // Материалы II Всероссийской научно-практической конференции «АВИАТОР» (11–13 февраля 2015): сборник статей. – Воронеж: ВУНЦ, 2015. С. 67-72.

  3. Косинский М.Ю., Шатский М.А. Разработка моделей и методики для анализа и прогнозирования надёжности бортовых систем управления космических аппаратов на основе теории нечётких множеств и искусственных нейронных сетей // Труды МАИ. 2014. № 74. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=49315

  4. Маслиев А.А., Горин А.В., Хисматов И.Ф. Методика выбора порога чувствительности регистратора лазерного пятна подсвета от авиационных прицельных систем при планировании лётных экспериментов // Прикаспийский журнал: управление и высокие технологии. 2021. № 4 (56). С. 87-97.

  5. Мокрова М.И. Алгоритм выбора оптимальной высоты полёта БЛА при мониторинге пожарной обстановки // 19-я Международная конференция «Авиация и космонавтика» (Москва, 23-27 ноября 2020): тезисы докладов. - М.: Изд-во «Перо», 2020. С. 80-81.

  6. Бухалев В.А. Оптимальное сглаживание в системах со случайной скачкообразной структурой. - М.: Физматлит, 2013. - 188 с.

  7. Маслиев А.А., Горин А.В., Хисматов И.Ф. Динамическая настройка чувствительности регистратора пятна авиационной системы лазерного подствета в лётных испытаниях // Юбилейная Всероссийская научно-техническая конференция «Авиационные системы в XXI веке» (Москва, 21–22 апреля 2022): тезисы докладов. - М.: ГосНИИАС, 2022. С. 97-98.

  8. Тиранов Д.Т. Моделирование индикатрис коэффициентов яркости диффузно и направленно отражающих материалов при направленном облучении // Оборонная техника. 2010. № 6–7. С. 33–36.

  9. Иванов В.П., Курт В.И. Моделирование и оценка современных тепловизионных приборов. - Казань: ФНПЦ НПО ГИПО, 2006. - 596 с.

  10. Заказнов Н.П., Кирюшин С.И., Кузичев В.И. Теория оптических систем. - М.: Машиностроение, 1992. – 448 с.

  11. Мирошников М.М. Теоретические основы оптико-электронных приборов. - М.: Машиностроение, 1977. – 600 с.

  12. Агишев Р.Р. Лазерное зондирование окружающей среды: методы и средства. - М.: Физматлит, 2019. - 264 с.

  13. Воробьев А.Л., Журик Ю.П., Краснов А.М., Шашков С.Н. Методика вероятностного анализа процесса наблюдения в цифровых телевизионных системах видимого диапазона // Труды МАИ. 2011. № 49. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=28279&PAGEN_2=2

  14. Хисматов И.Ф. Методика воспроизведения метеоусловий при имитационном моделировании авиационных оптико-электронных систем // Труды МАИ. 2019. № 108. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=109572. DOI: 10.34759/trd-2019-108-18

  15. Стариков В.М. Мобильный полигонный комплекс сбора данных для информационного обеспечения лётного эксперимента // Всероссийская научно-техническая школа-семинар «Передача, прием, обработка и отображение информации о быстротекущих процессах» (Сочи, 1-4 октября 2019): сборник докладов. – Сочи: 2019. С. 661-668.

  16. Маслиев А.А., Хисматов И.Ф., Горин А.В. Математическая модель потока входного излучения лазерной полуактивной системы наведения при облучении плоской наземной мишени // Труды ГосНИИАС. Вопросы авионики. 2020. № 2. С. 13-26.

  17. Левшин Е.А., Хисматов И.Ф. Моделирование и оценка авиационных оптико-электронных систем самонаведения: монография. - Воронеж: Издательско-полиграфический центр «Научная книга», 2022. – 400 с.

  18. Буравлев А.И. Методы оценки эффективности применения высокоточного оружия. - М.: ИД Академии Жуковского, 2018. - 232 с.

  19. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. - М.: Высшая школа, 2001. – 576 с.

  20. ГОСТ 50779.11-2000 Статистические методы. Статистическое управление качеством. Термины и определения. - М.: Стандартинформ, 2002. 38 с.


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход