Алгоритмы обнаружения и сопровождения траекторий целей по дискретным измерениям (стр. 4 из 6)

с другими алгоритмами системы для оценивания могут быть выбраны совсем не те параметры, которые необходимы при сопровождении траектории (например, курс и модуль вектора скорости при сопровождении самолетов и т. д.).

3. Потребителей интересует в первую очередь информация о целях, представляющих наибольшую важность для системы (например, самолеты, следующие на аэродром посадки в АСУ крупного аэродрома). Именно по таким целям и необходимо рассчитывать точные значения параметров траектории. Естественно, не все обнаруживаемые в зоне обзора РЛС цели одинаково важны, а некоторые из них , вообще не представляют интереса для системы (удаляющиеся цели, пролетающие цели и т. д.). Следовательно, оценивание параметров с высокой точностью необходимо только для части сопровождаемых целей. Выделение отдельного алгоритма траекторных расчетов позволяет в данном случае уменьшить требования к производительности вычислительных средств.

С учетом высказанных соображений логическая схема алгоритма сопровождения траектории приведена на

рис. 3.11. В блоке 1 решается задача отбора и селекции отметки для продолжения траектории. Алгоритм стробирования и селекции отметок и стробе строится и соответствии с теоретическими предпосылками, изложенными в § 3.1. Отселектированной отметке присваивается номер сопровождаемой траектории и она передается на вход блока траекторных расчетов (блок 6). Одновременно новая отметка используется для оценивания параметров и экстраполяции координат цели на следующий обзор, т.е. для подготовки следующего цикла стробирования и селекции. Для этого последовательно производятся:

1. Оценивание параметров траектории при упрощенных предпосылках о законе движения цели и погрешностях измерения координат (блок 2).

2. Вычисление экстраполированных значений координат на следующий обзор (блок 3). Экстраполяция производится по линейному закону.

3. Вычисление размеров строба (блок 4). При этом используются точностные характеристики измеренных и

экстраполированных координат, а также информация о пропуске отметок в стробе.

4. При отсутствии новой отметки для продолжения траектории проверяется критерий сброса этой траектории с сопровождения (блок 5). При выполнении критерия сброса сопровождение траектории прекращается, а предыдущая информация о ней стирается. Если же критерий сброса не выполняется, то в качестве координат новой отметки используются координаты экстраполированной точки и производится новый цикл вычислений. В общем случае при принятии решения о сбросе траектории с сопровождения необходимо учитывать не только наличие отметок для ее продолжения, но и ряд других факторов, к которым можно отнести: важность цели; возможности цели изменять свою траекторию в полете; текущие

координаты цели; направление ее полета и продолжительность пребывания в зоне обзора РЛС и т. д. Однако учет этих факторов чрезвычайно сложен и не всегда доступен из-за ограниченной производительности вычислительных средств. Поэтому основным критерием при принятии решения о сбросе траектории с сопровождения является появление некоторой пороговой серии fa пропусков отметок в стробах сопровождения. Такой критерий сброса не учитывает индивидуальные особенности каждой

траектории, а также не использует информацию о накопленном уровне точности к моменту появления серии пропусков. Единственное его достоинство — простота реализации на ЭВМ соответствующего алгоритма. При выборе fa необходимо исходить из следующих соображений. Чем больше кт, тем меньше вероятность принятия ложного решения о сбросе с сопровождения истинной траектории. С другой стороны, с увеличением fa увеличиваются число находящихся на сопровождении ложных траекторий и их средняя продолжительность. Поэтому при выборе fa необходимо учитывать статистические характеристики пропусков (необнаружений) истинных отметок. (Окончательный выбор значения fa обычно произ-

водится при испытании системы обработки.) С учетом критерия сброса по fa пропускам подряд

процесс сопровождения траектории описывается графом со случайными переходами (рис. 3.12). Характер состояний и переходов этого графа позволяет выделить следующие режимы сопровождения:

1) режим устойчивого сопровождения, характеризующийся тем, что граф находится в исходном состоянии

(впервые это состояние достигается при выполнении критерия обнаружения траектории);

2) режим неустойчивого сопровождения, соответствующий одному из промежуточных состояний графа

3) режим сброса траектории с сопровождения, свидетельствующий о том, что число пропусков отметок подряд достигло порогового уровня

и граф перешел в поглощающее состояние

В этом случае граф алгоритма сопровождения траектории аналогичен графу алгоритма фиксации конца пачки двоично-квантованных сигналов [21]. Поэтому полностью совпадает и методика анализа этих алгоритмов. При статистическом анализе алгоритмов сопровождения основной интерес представляет среднее время существования ложной траектории и связанное с этим временем среднее число ложных траекторий, находящихся на сопровождении в установившемся режиме работы. Кроме того, интересным является определение вероятности сброса с сопровождения истинной траектории при заданном,

значении вероятности обнаружения отметок. Установим здесь только зависимость между средним числом ложных траекторий, передаваемых на сопровождение в каждом обзоре, и средним числом ложных траекторий, находящихся на сопровождении в установившемся режиме работы. Для этого необходимо, прежде всего, определить вероятность окончания процесса сопровождения ложной траектории точно на μ-м шаге (обзоре) после передачи ее на сопровождение в момент μ=0. В случае критерия сброса по

пропускам подряд вероятность окончания сопровождения ложной траектории точно на μ*м шаге равна вероятности перехода графа (рис. 3.12) из состояния в состояние за μ шагов:

Средняя длительность ложной траектории, выраженная числом обзоров, определяется теперь по формуле

Далее, если известно среднее число передаваемых на сопровождение ложных траекторий, то среднее число находящихся на сопровождении ложных траекторий определяется из выражения

Среднее число находящихся на сопровождении ложных траекторий учитывается при расчетах загрузки ЭВМ, на которой реализуются алгоритмы сопровождения траекторий. Объединенный алгоритм обнаружения и сопровождения траекторий. До сих пор имелось в виду, что алгоритмы обнаружения и сопровождения траекторий реализуются раздельно, т. е. в отдельных вычислительных устройствах (ЦВМ). На практике в ряде случаев более удобной является такая организация вторичной обработки, когда оба эти алгоритма объединены в единый алгоритм обнаружения и сопровождения траектории, а реализация объединенного алгоритма производится с помощью одной ЭВМ. В дальнейшем имеется в виду именно такой вариант построения системы обработки. Если заданы критерий завязки начала траектории

критерий подтверждения и критерий сброса траектории с сопровождения, например по критерию

пропусков подряд, то объединенный критерий обнаружения и сопровождения траектории можно символически записать в виде

Граф объединенного алгоритма при обнаружении и сопровождении ложных траекторий по критерию приведен на рис. 3.13.

Граф объединенного алгоритма позволяет анализировать процесс обнаружения и сопровождения траекторий в целом вместо анализа по частям, проведенного выше. Не повторяя рассуждений и выводов предыдущих параграфов, уточним полученные там результаты. В частности,

уточнению подлежит полученное выражение для числа начальных точек ложных траекторий, образующих-

ся R установившемся режиме работы [(см. (3.30)].В объединенном алгоритме, реализующем критерий

число стробов равно . Поэтому верхний предел суммирования по в формуле (3.30) будет . Верхний предел суммирования по s будет теперь , так как число шагов при переходе из состояния