И методы определения координат
Пассивная локация осуществляет обнаружение и измерение координат воздушно-космических, наземных и надводных объектов, создающих излучения. Источниками излучения могут быть работающие радиопередатчики объектов (пилотажно-навигационные, локационные, связные, источники искусственных помех), а также сами объекты, имеющие тепловой или иной радиационный контраст с окружающей средой. Возможно использование получаемой информации при наведении средств поражения. Хотя при наведении иногда ограничиваются последовательным измерением только угловых координат объекта, основное внимание далее уделяется более общим случаям получения информации о всех его координатах на плоскости или в пространстве.
| Рис 14.1. Пояснение
триангуляционного метода определения координат
на плоскости
|
Методы пассивной локации, обладая общностью с методами активной, имеют свои специфические особенности. Из-за отсутствия информации о времени излучения дальность до источника излучения не может быть определена по данным приема только в одном пункте. Поэтому для определения всех координат объекта требуется комплекс двух или нескольких разнесенных пунктов приема, соединенных каналами связи. Прием прямого, а не отраженного сигнала, облегчает обнаружение и измерение координат цели, а незнание формы сигнала и наличие других источников излучения – затрудняет. Отсутствие передающих устройств при пассивной радиолокации упрощает аппаратуру и повышает скрытность.
Известны три метода определения координат источников радиоизлучения: триангуляционный (пеленгационный, угломерный), разностно-дальномерный, угломерно-разностно-дальномерный.
| Рис 14.2. Пояснение
триангуляционного метода определения координат
в пространстве
|
Триангуляционный метод основан на измерении угловых направлений на объект минимум в двух приемных пунктах, разнесенных на некоторое расстояние, называемое базой. Если источник расположен в горизонтальной (вертикальной) плоскости (рис.14.1), достаточно точно измерить два азимута (или углы места). Местоположение объекта определяется точкой пересечения двух прямых, каждая из которых является линией положения, т. е. геометрическим местом точек возможного местонахождения источника излучения. При определении пространственных координат объекта достаточно точно измерить азимуты в двух пунктах и угол места в одном, либо, наоборот, – углы места в двух пунктах и азимут в одном. Местоположение источника излучения соответствует точке пересечения трех поверхностей положения – трех плоскостей. Дальность до объекта
r рассчитывается по измеренным углам и известной базе, например, из соотношений следующих из рис. 14.2, откуда, получим:
Поскольку точность пеленгования ограничена, вместо линий и поверхностей положения приходится иметь дело с областями положения. Местоположение объекта определяется поэтому не точкой, а также областью. Размеры областей положения (областей неопределенности) тем больше, чем выше заданная вероятность местонахождения объекта в пределах области. Для уточнения положения объекта в расчет может вводиться большее число результатов измерений, чем это минимально необходимо для определения координат. Поэтому расчет, подобный приведенному выше, называют расчетом «по минимуму данных», в противном случае говорят о повышении точности за счет избыточной информации. Наивысшие потенциальные точности измерения за счет избыточной информации могут быть найдены на основе статистического анализа, обработка при этом усложняется.
Задача еще больше усложняется, если есть много источников излучения. В этом случае необходимая информация может быть получена за счет увеличения числа пунктов приема или сопоставления тонкой структуры принимаемых колебаний в соседних пунктах.
| Рис 14.3. Пояснения
к определению координат разностно-дальномерным методом на плоскости
|
Разностно-дальномерный метод определения координат основан на измерении разности расстояний от источника излучения до пунктов приема.
Для определения плоскостных координат достаточно точно измерить две разности расстояний ( ) и ( ), каждая из которых характеризует свою линию положения. Известно, что геометрическим местом точек, на плоскости (фокусов) есть величина постоянная, является гипербола. Поэтому линиями положения будут гиперболы с фокусами в точках расположения приемных пунктов (рис. 14.3). Местоположение источника излучения определяется точкой пересечения гипербол.
Пространственные координаты объекта могут быть вычислены по трем точно измеренным разностям расстояний. Для этого достаточно иметь три-четыре приемных пункта. Местоположение источника находится как точка пересечения трех поверхностей – гиперболоидов вращения. Для обеспечения высокой точности определения координат приемные пункты можно располагать, например, на взаимно перпендикулярных базах.
Расчет плоскостных координат источника излучения рассмотрим на примере, когда три приемных пункта расположены на одной прямой (рис. 14.3). Используя обозначения, принятые на рис. 14.3, составим систему уравнений:
,
из которой находим дальность до источника ,
где – разности расстояний между источником и пунктами приема. Азимут источника
,
Угломерно-разностно-дальномерный метод основан на измерении угловых направлений на источник излучения и разности расстояний от него до приемных пунктов. В простейшем случае достаточно иметь два приемных пункта.
Для определения плоскостных координат источника излучения достаточно точно
| Рис. 14.4. Пояснение
угломерно-разностно-дальномерного метода
определения координат на плоскости (а) и в пространстве (б)
|
измерить азимут ( и разность расстояний
R от пунктов приема до источника (рис. 14.4, а). Местоположение цели определяется точкой пересечения прямой и гиперболы.
Для определения пространственных координат нужно дополнительно измерить в одном пункте приема угол места источника излучения е (рис.14.4,б). Местоположение источника соответствует точке пересечения двух плоскостей и поверхности гиперболоида. Дальность до цели .
Определяя из рис. 14, б, расстояние
,
подставляя его в предыдущее уравнение и решая это уравнение, дальность до цели представим в виде: .