Eljárás paramétereinek meghatározására földi akadályt a repülés során a repülőgép kis magasságban
A találmány szerinti eljárás paramétereinek meghatározására kontrasztanyag földi akadályokat (törlés, szögkoordinátáit, magasság akadály) a repülés során a repülőgép kis magasságban, a módszer segítségével a Doppler szűkülése antennanyaláb koherens pulzus-Doppler radar repülőgép magassági síkban. Így eltávolítása és szögkoordinátáit őrölt akadályok hagyományos módszerekkel határozzuk meg a radar, és a magassága a akadály - a szélessége a spektrum a Doppler frekvencia jel visszaverődik. A műszaki hatás áll az a tény, hogy a találmány szerinti eljárás lehetővé teszi, hogy értékelje a magassága akadályokat. 1 z.p.f Háttér il 7.
A jelen találmány tárgya, hogy területén a radar és fel lehet használni, hogy meghatározzuk a paramétereket a földi akadályokat (törlés, azimut, eleváció) alkalmazásával radarberendezéssel telepített repülőgép fedélzetén, repülés közben az alacsony és nagyon alacsony magasságban.
A meglévő kísérleti modellek fedélzeti radar rendszerek (radar) IMP (lásd. Például [1]), lehetővé teszi, hogy végezzen, továbbá a detektálási földi tárgyak értékelő paraméterek földi radiokontraszt akadályt értékelését a magasság, amely nem teszi lehetővé, hogy értékelje a veszély mértéke a repülési és megjósolni, hogy a magasság flyby a megjósolt időközönként. Az utóbbi nem teszi lehetővé, hogy megjósolni a repülési útvonal a repülőgép (elvégzéséhez alacsony magasságban repülés) jelenlétében akadályok egy adott időintervallumban, különösen olyan körülmények között csökkent látási viszonyok, ami különösen fontos a probléma megoldásának a figyelmeztetés az akadály, helikopter repülés, pilóta nélküli légi járművek stb Eközben az akadályokat, és szerzi az utolsó magassági figyelmeztetés fontos, hogy a biztonsági alacsony magasságban repülés faktor (IMP), köztük egy félautomata üzemmódban vezetésében a repülőgép.
Ismert radar [2], a módszer segítségével a Doppler beszűkülése a gerenda (DOL) [3] becslésére, és távolítsa el a szögkoordinátáit földi célok segítségével egy fésű keskenysávú Doppler szűrők. Ennek lényege eljárás előnye a terjedő-Doppler radar információfeldolgozás amelyben szöghelyzetének a felület cél úgy definiáljuk, mint a szöghelyzetét a metszéspont az i-edik és a j-izodopy perc izodali, amelyben a célpont földre [3]. Így izodopy tartományban felbontású elem elrendezve a csapágy vonal, és mindegyik elem izodali sebességfelbontás - on-line pályán (magasság). Ezután a vizsgálati eljárás a azimutális helyzetére a cél viszonyítva a repülési vonal i az, hogy megoldja egyenlet (lásd 1. ábra ..) Amennyiben Vn a sebessége a repülés jármű vízszintes síkban; - hossza a radar hullám adó; Doppler frekvencia az i-edik izodope; Dj - a tartományban az i-edik izodali; ij - - látószög célt egy függőleges síkban az irányt az i-edik és a j-izodopy izodali perc.
Ennek alapján az (1) egyenlet, a rutin becslések a forgási helyzetben a tárgy a földi kontrasztanyag magasság sík hajtsa végre az alábbi műveleteket: Szűréssel vevőkészülék fedélzeti radar hatókörén; értékelése a Doppler frekvencia észlelt célokat tartomány minden eleme; értékelésekor szögkoordinátáit a detektált földi cél sejtvonal tartomány és Doppler frekvencia jelet az elem.
Azonban a pontosság leírt [2 [radar földi célok értékelésekor mérete, beleértve akadály nem elég magas megbecsülni a magassága az akadályokat, és szintén szélessége határozza meg a gerenda beolvasott radar sugár. Ha csökkenti a helymeghatározás pontossága DNS földi akadály mérete növekszik; de ez nagymértékben növeli az időzónát a vizsgálat, amelyen belül jelenlétére utal a lehetséges akadályokat és azok méreteit,. Azáltal utóbbi tényező nem okozott problémát sikerült megoldani esetében a lézeres távolságmérő, a szögletes divergencia a fény, amely eléri a több szögben percig. Ha ez lehetséges, kellően pontos becslést a szög koordináták és a távolság a felső széle a repülőgép repülési vonal akadályok (1-n szénatomos. Perc, n 1 m, illetve, jó időjárási körülmények között). Azonban a szükséges időt kimutatására földi akadályokat elfogadhatatlanul nagy, hogy kiküszöböli a lézer LA lokátorok megoldásokat a probléma.
Ezért az eljárás DOL, klasszikusan annak kifejezése, amely lehetővé teszi, hogy megbecsüljük a szögkoordinátáit földi célpontokat, köztük az akadályokat és eltávolítja azokat nem teszi lehetővé, hogy értékelje a magassága akadályokat.
Célunk a találmány célja, hogy meghatározza a paramétereket akadályokat a sorban a repülés a légi jármű egy bizonyos területen belül a felelősség, beleértve a magassága az akadályokat.
A feladat úgy érjük el, amely egy „ásó” az antenna minta (nyaláb) radar a függőleges (magasság) sík és a „tű” - a vízszintes (azimutális) sík egy sokcsatornás Doppler jelfeldolgozás és a módszer Dale magassági síkban.
Amikor ez a sugárnyaláb vízszintes síkban van orientálva, hogy a tengelye irányul a repülési pálya mentén a légijármű (vagy vizsgál egy szektor relatív sebesség vektorának a repülőgép); a függőleges síkban a sugárzás irányában (PCH), és egy rögzített gerenda elutasította a szög 0 képest a repülési vonal PL, ábrán látható módon. 2.
A távolság a föld radiokontraszt akadályok által meghatározott csatorna szám tartományban amelyben az bekövetkezett felderítése, és a magassága - száma Doppler szűrők, amelyben az érzékelő bekövetkezett akadályok (akadályok), és a szög 0 megfelelő PCH antenna iránya a függőleges síkban.
Ábra. 1 egy illusztráció a mérésének lehetőségét földi objektumok koordináták útján DOL módban; Ábra. 2 - a hatás a szűkülő a gerenda használatakor DALE; Ábra. 3 - az az elv magasság becslés földi akadály használata esetén DALE; Ábra. 4 - frekvenciatartomány reflexiók belül a gerenda magassági (pitch); Ábra. 5 - blokkdiagramja egy csatorna becslési és észlelése koordináták földi objektumok; Ábra. 6 és 7 - a hatékonyságát a találmány szerinti.
A találmány összefoglalása áll a kibocsátás és a jelek vételére egy antenna kialakítása, amelynek „ásó” sugárzási karakterisztikát egy függőleges síkban, és a tűt - a vízszintes síkban, irányítva a vektor a repülőgép repülési sebesség, a szkennelés azimut egy bizonyos szögtartományban. A vett jelet vetjük alá Doppler feldolgozási körű, például keresztül kapuzását radar vevő tartománya Doppler keskenysávú szűrést, ezáltal megvalósítva Doppler-effektus beszűkülésének a gerenda a magassági síkban. Ezután, a küszöb szelekciós feldolgozási módszerek végzett részeit a Doppler-spektrum megfelel egy reflexió földi tárgyakat minden csatornán tartományban, amely jellemzi a hossza a talaj magassága a tárgy, például magasságát az akadályt, és a szög a szárny antennát az objektum - a azimut a tárgy. Eltávolító, hogy egy objektum határozza meg csatorna szám tartományban, ahol az érzékelési történt.
Alkalmazás Doppler szűkülete a gerenda a függőleges síkban teszi mesterségesen osztott sugár függőleges síkban számos ágazatban szélesség i. amelyek mindegyike megfelel egy frekvenciasáv a Doppler-jelet visszavert egy meghatározott része az alatta lévő felülethez, amely ábrán szemléltetett. 2.
Ábra. 2: VH - hordozó sebessége (FV); 0 - - PCH helyzetbe az antennát a függőleges síkban.
A több mint szektorok és a szögfelbontással által meghatározott doppler sávszűrő Ff radargerendáért szélesség, repülőgép repülési sebesség Vr, radar adó hullámhossz stb
A találmány lényegét ábra szemlélteti. 3.
Ábra. 3: H - a magassága a légi jármű repülési fölött az alatta lévő felületből; P - radiokontraszt akadály magassága H; 0 - - Próba sugárzási szög egy függőleges síkban; Vn a sebessége a légi jármű repülési; B, H - - láthatósági szöge a felső és alsó élei az akadályokat; D - az akadályok eltávolításával képest a repülőgép; Ennek megfelelően, ábra. 3, a spektrum a-Doppler-frekvenciák szögön belül. által visszavert az alatta lévő felülethez, beleértve egy akadály, azt a formáját ábra. 4.
f min F max - Doppler frekvencia megfelelő helyzetben az alsó gerenda és a felső gerenda szélességének élek; részét a spektrum a Doppler frekvencia sávszélessége megfelel a Doppler szűrő; f - része a spektrum szélessége Doppler frekvencia jel visszaverődik radiokontraszt akadályokat.
Nagysága a f. alapján látható. 3, határozza meg expresszáló (2) a már ismert (vagy mért) repülőgép repülési paramétereinek lehet beszerezni;
Ezután a H magassága az akadály szerint értékeljük a következő egyenlet:
E. A szélessége a frekvenciaspektrum a Doppler-jelet visszavert az akadály, hogy csak attól függ a nagysága egy ismeretlen akadály magassága H ismert (vagy mért) repülőgépek repülési paramétereket.
Puszta érték f határozza meg a kimenet a adaptív érzékelő alapú, például, szimpla vagy dupla detektor elvileg (például, [4]) tartalmazó K digitális Doppler szűrők, amelyek mindegyike el van látva egy Ff. Alábbi, egymást követő m szám szűrő, amelyben az érzékelési jel közvetlenül arányos volt a magasság H akadályokat. A esetében m = 1 megfelel egyetlen földi cél, vagy akadály, amelynek egy kis magasságú; esetén m> 1, különösen a kis értékei esetén a szög 0 megfelel a nagy magasságban akadályokat.
A tömbvázlata radar csatorna feltárása érdekében, földi célok és értékelje a helyzetüket, és hogy észlelni földi akadályokat értékelik a helyzetüket és a magasság által képviselt látható. 5.
Ábra. 5. F1. F2. FC - fésű, amely a K keskeny sávú Doppler szűrők.
A jel a vevő kimenet minden csatornán lefedi terület radar felelősséget Doppler szűrő digitális szűrő (végre, például egy DSP processzor) felbontással az általános esetben ugyanaz az összes csatornán.
Nagysága az adaptív küszöbérték változik attól függően, hogy a szint a háttér reflexiók a felületről. Ennek eredményeként a küszöbérték feldolgozás allokált részét (vagy részeinek) a spektrum-Doppler-frekvenciák, megfelelő visszaverődéseket akadályok veszélyezteti a repülés (az esetben, m> 1), vagy egyetlen földi célok (m = 1) belül helyezkedik el a szélessége a radarsugarat. H számológép végzi fixálása m szomszédos szűrő Fj. Fj + m + 1) (ahol m> 1), és kiszámítjuk a H magasság akadály (vagy akadály). Koordinátákat számológép jellegűek reagál a helyzet, amikor m = 1 és megbecsüli a távolság és a szögkoordinátáit korongra.
Kellően kicsi értékek Ff (
10. 15 o) esetében m = 1 megfelel egyetlen cél n 1m magasságú.
Alkalomra m 2. 3 felel meg egy akadályt, magassága H N nagyságrendű 10 m vagy annál (n = 1,2.).
H becslési pontosság függ a magassága az akadály szalag Ff Doppler szűrő radar hullámhossz, sebessége VH repülőgépek repülési, n szögek. elől az akadályokat és megfelelően értékelt viszony
ahol az átlagos, alsó és felső értéke a szöghelyzetének szektor képest a megfelelő j-edik Doppler szűrőt.
Ábra. A 6. ábra a kísérleti függését pontosságának H / H értékelési akadály magassága függően a D távolság az akadálytól, a sebesség VH repülőgép repülési magassági H akadályok = 8,6 mm, Ff = 60 Hz és h = 50 m és három értéke a repülőgép repülési sebesség :
VH = 25 m / s (folytonos vonal), VH = 42 m / s (pontozott vonalak):
VH = 86m / s (pont-vonallal).
Ezekből a kísérleti görbék az következik, hogy a pontossága H / H H magasság értékelés akadályokat csökkenésével növekszik távolság az akadály D H magassága akadályokat, VH repülőgép sebességét. Ezek az eredmények megegyeznek a valós igényeket, ha kísérletezik a repülőgépről, amikor a pontosság a H magassága akadály értékelést kell növelni, amikor közeledik egy akadályt, és nőtt a konvergencia sebessége vele.
Ugrik függőségek (H / H) / H ábrán. 6 magyarázza az olvashatóság mérési értéket f fésűs keskenysávú szűrő egyes csíkokkal Ff. ha a jel visszaverődik a tetején az akadályokat mozog egy Doppler Keresés a szomszédos hozzá. Ezek a szünetek, most nagyrészt megszüntettük használó közös információk feldolgozását a szomszédos szűrőbank, tekintettel arra, hogy a jel amplitúdója a kimenetén j-edik keskenysávú Doppler szűrő fordítottan arányos a elhangolódásával képest a jelet, és a legnagyobb, ha a szalag j-edik szűrő teljes mértékben lefedi a j-edik része a spektrum jelet.
A csökkenő szalag Ff Doppler szűrő precíziós H / H H magassága értékelési akadályokat is növeli. Azonban ez növeli a szükséges időt koherens felhalmozási jelet, amikor érzékeli - egyrészt; ugyanakkor csökkenti a valós idejű koherens felhalmozási jel -, hogy csökkentsék a tartózkodási idő a hálózati jel ciklus feldolgozására radarinformációk a szűrő miatt repülőgép mozgásának sebessége VH. A számítások és szimulációk azt mutatták, hogy egy járat a repülőgép 150. A fordulatszám-tartományában, 280 km / h = 8,6 mm Ff optimális értékét sorrendben 30 és 60 Hz-re. Ebben a feldolgozás egy órajel LA (
30. ms) repül a távolság körülbelül 3. 5 m (az ábrán látható. 6. körülmények között), amely összemérhető ábrán látható. 6 H értékek / H.
2. radar nagy felbontást szögkoordinátáit. - amerikai egyesült államokbeli szabadalmi, N 4903030, IPC G 01 D 13/72, Appl. 7.2.87. publ. 02/20/90; NKI 342/113.
3. Cherwek R. Koherens aktív keresőknek útmutatást, koncepciók taktikai rakéták. - "EASCON '78" Rec. IEEE Electron és Aerospace Syst. Conven. Arligton. Vo. Szeptember 25-27, 1978, New York, New York 1978 P. P. 199-202.
4. E.K.Al-Husayni. Jellemzői a „minimális” és „maximális” M érzékelők integrálásával impulzusok. - Proc, 1988, Volume 76, N 6, pp 101-102 ..
1. Eljárás annak meghatározására, a paraméterek a földi akadályokat repülés közben a repülőgép kis magasságban, amely a következő lépéseket, hogy hajtsa végre a keskeny sávú szűrése a Doppler jel kimenet a vevő a radar berendezés felismeri, és értékeljük koordináták egyetlen őrölt radiokontraszt célra, azzal jellemezve, hogy a ásó képezik az antenna mintát radar, irányítva a vektor a repülőgép repülési sebesség beolvasása azimut korlátozott szögtartományban termék Doppler szűkülete a gerenda magassági sokcsatornás Doppler szűrése a jel késleltetési végezzük detektáló jelet minden szűrő, számított D távolság a földre akadályokat értékeltük f szélessége a Doppler-spektrum jelek visszavert akadályok legnagyobb ahol az arány
ahol Vn - a repülés repülőgép sebessége;
- Radar hullámhossz;
h - a légi jármű repülési magasság felett alatta lévő felületet,
számított H magassága a talaj akadályok, és szöghelyzetének az antenna a vízszintes síkban határozzuk azimut földre akadályokat.
2. Eljárás 1. igénypont szerinti, azzal jellemezve, hogy a kimutatási és értékelése egyetlen földfelszíni koordináta radiokontraszt célokat izolált részeit a spektrum visszavert jel felülete, meghaladó szintje a spektrum háttér reflexiók, amelynek szélessége nem haladja meg az egységes szűrőt fésű keskenysávú Doppler szűrők a Doppler sávszélesség szűkül a gerenda.