ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ ПАССИВНОЙ, ОДНОПОЗИЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ИСТОЧНИКА РАДИОИЗЛУЧЕНИЯ НА ПЕРЕСЕЧЕННЫХ НАЗЕМНЫХ ТРАССАХ Докладчик: д.т.н., В.П. Денисов профессор каф. РТС ТУСУР, главный научный сотрудник. НИИ РТС ТУСУР 1 Авторы: Гельцер А.А., Денисов В.П., Мещеряков А.А., (НИИ РТС, ТУСУР )

Введение При работе радиотехнических систем, излучающих и принимающих радиосигналы в условиях пересеченной местности, происходит отражение радиоволн от элементов рельефа и местных предметов, расположенных в районе ее действия. В докладе рассматривается экспериментальная проверка метода, использующего такие отражения для определения местоположения источника радиоизлучения (ИРИ) однопозиционной системой радиотехнической разведки (РТР). 2

Цель работы – экспериментально оценить работоспособность разработанного однопозиционного метода определения координат ИРИ в условиях пересеченной местности, как основу для создания однопозиционной системы РТР сантиметрового диапазона Авторами были решены следующие задачи: Разработан алгоритм однопозиционного определения координат ИРИ по множеству отраженных сигналов, не требующий определения в явном виде, от какого объекта отражен тот или иной сигнал и проведена оценка его эффективности; Проведена проверка разработанного метода оценки координат ИРИ на реальных трассах по сигналам типовой РЛС. 3

Однопозиционный метод определения местоположения ИРИ с использованием одиночного отражающего объекта Координаты ИРИ, зная от какого объекта отразился сигнал, можно определить измерив углы на ИРИ и отражающий объект с помощью пеленгатора и задержку между сигналами, как: Где дальность находится как: 4 Разность времен распространения прямого и отраженного сигнала (задержка)

Ограничения, накладываемые на существующие однопозиционные методы Разведуемая РЛС должна обладать стабильной скоростью вращения антенной системы и постоянным периодом повторения излучаемых импульсов 5 Главная проблема – необходимость определения объекта, от которого был отражен сигнал ИРИ

Антенная система приемного пункта Передающий пункт – РЛС РПК-1 Аппаратура экспериментальных исследований В приемном пункте регистрировались квадратуры сигнала, по которым производился расчет разности фаз и оценивалась задержка между прямым и отраженными сигналами 6

Экспериментальные исследования, посвященные оценке возможности реализации однопозиционной системы РТР Схема эксперимента Длина трасс РРВ: от 17 км до 13,4 км Одна из записей сигналов Укрупненно из рис. выше: отраженный сигнал ИРИ 7

Исследуемые трассы РРВ 8 Спутниковые снимки получены с помощью сервиса Google Maps

Результаты определения координат отражающих объектов на исследуемых трассах РРВ при известных координатах передатчика Трасса 1 Трасса 1, область вблизи ИРИ 9

Принцип определения координат предлагаемым однопозиционным методом 10 Определить дальность до ИРИ возможно обрабатывая множество оценок, полученных для нескольких отраженных сигналов. Геометрические соотношения Множества оценок дальности по двум отраженным сигналам

Алгоритм определения дальности до ИРИ с использований множества отраженных сигналов 1. Координаты местных предметов на рассматриваемом участке местности, занесенные в базу данных, обозначим как: 3. Для каждого i -го измерения находятся номера отражателей, значения которых лежат в секторе углов: 2. Вычислим углы от приемного пункта на каждый местный предмет: 4. Найденные номера отражателей формируют вектор: 5. Найдем вектор оценок дальности для i-го измерения параметров сигнала: 6. Cоставим один вектор, содержащий все полученные оценки дальности до ИРИ: 7. Оценку дальности найдем по максимуму апостериорной плотности распределения вероятности, оценку которой найдем с помощью гистограммы : 11

12 Структурная схема однопозиционной РТС

Проверка работы разработанного однопозиционного метода на экспериментальных данных. Источник данных о координатах отражающих объектов на реальных трассах Для получения координат отражателей с помощью программного пакета CorelDraw (выделение контуров) обрабатывались спутниковые снимки района проведения эксперимента. Пример выделения местных предметов на небольшом участке в районе проведения эксперимента 13

14 Результаты определения дальности по записям реальных сигналов ИРИ. Потенциальными отражателями являются все точки в пределах объектов на карте

Результаты определения дальности по записям реальных сигналов ИРИ. Потенциальными отражателями являются границы протяженных объектов 15

Результаты оценки дальности до ИРИ на реальных трассах РРВ 16 Точность определения координат предложенным однопозиционным методом может достигать значений, сопоставимых с точностью многопозиционных методов. На четырех из пяти исследуемых трасс РРВ полная относительная ошибка определения дальности до ИРИ находится в пределах 1% – 2%

Заключение Разработан алгоритм и программный комплекс, позволяющий по сигналам, принятым антенной системой фазового пеленгатора, без участия оператора вычислять местоположение источника излучения на двумерной карте местности, на которой отражены все возможные точечные и распределенные источники переотражений. Проведена экспериментальная проверка метода на наземных трассах. На четырех из пяти позициях РЛС полная относительная ошибка определения дальности до нее составила 1% – 2%. На одной из позиций дальность определена с грубой ошибкой, что можно объяснить ограничениями используемой аппаратуры и наличия закрывающих препятствий, из-за которых отраженные сигналы не могли приниматься в приемном пункте. Предлагаемый однопозиционный метод определения координат может быть использован как для создания однопозиционной системы РТР, так и для расширения функциональных возможностей многопозиционных систем, в которых применяются моноимпульсные пеленгаторы. 17