СПОСОБ СЛЕЖЕНИЯ ЗА ПЕРЕМЕЩЕНИЕМ ПРОТЯЖЕННОГО ОБЪЕКТА Российский патент 1997 года по МПК G01S13/72 

Изобретение относится к вычислительной технике и может применяться в радиоприемных устройствах слежения за внешними протяженными объектами.

Известен моноимпульсный двухканальный способ слежения за внешними объектами (Радиотехнические системы/Под ред. Ю.М.Казарина. М. Высшая школа, 1990, с. 408, 409, рис. 18.13). Моноимпульсный способ слежения основан на формировании углового рассогласования ΔΦ, мерой которого является отношение амплитуд сигналов, принятых по двум парциальным угловым каналам с пересекающимися диаграммами направленности приемной антенны. Дальнейшая обработка заключается в автоматическом совмещении равносигнальной оси антенны с направлением на объект, что достигается поворотом приемной антенны на угол Dv с помощью следящей системы. Если угловая протяженность объекта больше ширины диаграммы направленности антенны, а динамика изменения размеров протяженной области значительна, то возможны уходы антенны за край области, что приводит к срыву инерционной системы слежения за подобными объектами.

Наиболее близким по совокупности признаков является способ слежения за протяженными объектами (Кузьмин С. З. Цифровая обработка радиолокационной информации. М. Сов. радио, 1967, с. 115, 116, рис. 2.5). Этот способ основан на приеме сигналов по N смежным угловым каналам, сравнивании сигналов в каналах с пороговым уровнем U_o, бинарном квантовании по амплитуде сигналов, превысивших пороговый уровень U_o, записи бинарно-квантованных сигналов в ячейки памяти с каждого углового элемента разрешения и последующей обработки сигналов с целью обнаружения пространственного объекта и слежения за ним, заключающейся в последовательном анализе оператором яркости импульсов, относящихся к одной дальности.

Известный способ способен осуществлять слежения за пространственным объектом с помощью оператора, при этом объект на экране индикатора ограниченной конфигурации (в виде узкой полоски, различные участки которой находятся на одной дальности).

Технический результат от внедрения предложения автоматизация процесса слежения радиотехнической системой за перемещением пространственного объекта. Автоматизация процесса слежения производится в ЭВМ. В известном техническом решении процесс слежения за пространственным объектом проводится визуально по индикатору оператором, и для перехода на автоматизированную работу не предусмотрен реализуемый в ЭВМ необходимый алгоритм.

Заявляемое техническое решение направлено на решение задачи слежения за протяженными объектами с помощью радиотехнической системы. Антенна в радиотехнической системе неподвижна. В радиотехнической системе с параллельной структурой приема формируется веер статических диаграмм направленности, пересекающихся по высокому уровню. В радиотехнической системе последовательного действия формируется одна диаграмма направленности, которая сканирует в заданном секторе обзора. Слежение за объектом подобной радиотехнической системой должно осуществляться программно с помощью специализированной ЭВМ, что отвечает современным требованиям при проектировании следящих радиотехнических систем. Визуализация процессов на индикаторе также возможна, но она играет в данном случае вспомогательную роль (например, для оперативного вмешательства человека при сомнении в результатах работы ЭВМ).

При осуществлении изобретения достигается автоматизация процессов слежения за протяженными объектами без участия оператора и при отсутствии управления диаграммой направленности антенны. Слежение за протяженными объектами должно осуществляться без ухудшения других технических параметров (не допускать срывов при слежении, иметь высокое быстродействие и т.д.).

Для автоматического слежения за пространственной областью в известном способе, при котором сигнал от пространственной области принимают по N смежным парциальным каналом с равномерной расстановкой диаграмм направленности, сравнивают сигналы с пороговым уровнем U_пор, бинарно квантуют сигналы, запоминают квантованные сигналы, дополнительно путем последовательного опроса с периодом DT преобразуют запомненные квантованные сигналы в последовательность импульсов, по временному положению которых от начала отсчета судят о номере канала, повторяют последовательный опрос с периодом обзора T_п, равным периоду временного квантования, который есть величина, обратная полосе Δf входного процесса, формируют группу соседних каналов, причем в группу включают те импульсы, интервал между которыми допускает не более одного пропуска, измеряют номера каналов n_iн и n_iк (i порядковый номер обзора) выбранной группы соседних каналов, отвечающих первому и последнему импульсам пачки соответственно, при этом , где i_н порядковый номер временного обзора, при котором впервые была зафиксирована группа соседних каналов, а i_к порядковый номер временного обзора, после которого наблюдаются два пропуска подряд, по измеренным значениям n_iн и n_iк определяют координату центра пачки по формуле

вычисляют разности из значений n_срi и n_срi+1, полученных на i-м и (i+1)-м обзорах

сравнивают модули образованных разностей с единицей, и если в результате сравнения выполняется условие

то приписывают n_срi и n_срi+1, принадлежащими одной и той же траектории, проведенной через центры пачек, а если в результате сравнения с единицей выясняют, что условие (2) не выполняется, то вычисляют разности из значений n_срi и n_срi+2, полученных на i-м и (i+2)-м обзорах
Δi, i+2 = n_срi- n_срi+2,
сравнивают модули образованных разностей с двойкой, и если в результате сравнения выполняется условие

то вычисляют разности из значений n_срi+2 и n_срi+3, полученных на (i+2)-м и (i+3)-м обзорах
Δi+2, i+3 = n_срi+2- n_срi+3,
сравнивают модули образованных разностей с единицей, и если в результате сравнения выполняется условие

то продолжают сопровождение траектории согласно описанным выше операциям, а если в результате сравнения с двойкой модуля из значений n_срi и n_срi+2 на i-м и (i+2)-м обзорах условие (3) не выполняется, то принимают решение о прекращении сопровождения траектории.

Испрашиваемый объем правовой охраны распространяется на следующую совокупность вновь введенных признаков, удовлетворяющих условию достаточности: путем последовательного опроса с периодом ΔT преобразуют запомненные квантованные сигналы в последовательность импульсов, по временному положению которых от начала отсчета судят о номере канала, повторяют последовательный опрос с периодом обзора T_п, равным периоду временного квантования, который есть величина, обратная полосе Δf входного процесса, формируют группу соседних каналов, причем в группу включают те импульсы, интервал между которыми допускает не более одного пропуска, измеряют номера каналов n_iн и n_iк (i порядковый номер обзора) выбранной группы соседних каналов, отвечающих первому и последнему импульсам пачки соответственно, при этом порядковый номер временного обзора, при котором впервые была зафиксирована группа соседних каналов, а iк порядковый номер временного обзора, после которого наблюдаются два пропуска подряд, по измеренным значениям n_iн и n_iк определяют координату центра пачки по формуле (1), вычисляют разности Δi, τ+1 из значений n_срi и n_срi+1, полученных на i-м и (i+1)-м обзорах, сравнивают модули образованных разностей с единицей, и если в результате сравнения выполняется условие (2), то приписывают n_срi и n_срi+1, принадлежащими одной и той же траектории, проведенными через центры пачек, а если в результате сравнения с единицей выясняют, что условие (2) не выполняется, то вычисляют разности Δi, i+2 из значений n_срi и n_срi+1, полученных на i-м и (i + 2)-м обзорах, сравнивают модули до образованных разностей с двойкой, и если в результате сравнения выполняется условие (3), то вычисляют разности Δi+2, i+3 из значений n_срi + 2 и n_срi+3, полученных на (i+2)-м и (i+3)-м обзорах, сравнивают модули образованных разностей с единицей, и если в результате сравнения выполняется условие (4), то продолжают сопровождение траектории согласно описанным выше операциям, а если в результате сравнения с двойкой модуля из значений n_срi и n_срi+2 на i-м и (i + 2)-м обзорах условие (3) не выполняется, то принимается решение о прекращении сопровождения траектории.

Введение последовательного опроса с периодом обзора ΔT позволяет запомненную в ячейках памяти бинарно-квантованную информацию превратить во временную последовательность единичных импульсов, которая представляет собой ничто иное, как последовательный позиционный код, удобный для обработки на элементах цифровой техники. Поскольку во временном положении образованной последовательности импульсов содержится информация о номере углового канала, то вводятся операции формирования групп соседних каналов, объединенных по описанному выше правилу, и измерения координаты начала и конца группы, по которым находят координату центра пачки (см. формулу (I)). Вычисление разности центров пачек в соседних временных тактах отражает наклон центральной траектории на интервале T_п. В результате операции сравнения со стробами сопровождения (размерами "единица" на i-м временном обзоре или "двойка" на (i+1)-м [(i+2)-м] временном обзоре) достигается автоматическое сопровождение центральной траектории пространственного объекта, а также принимается решение об окончании сопровождаемой траектории. Таким образом, в результате вновь введенных признаков производятся преобразование сигналов в цифровой вид и автоматическое слежение с помощью ЭВМ за пространственным объектом.

Суть способа заключается в следующем.

Сигналы от протяженного объекта принимаются по смежным угловым каналам моноимпульсной системы. Считаем, что диаграммы направленности смежных каналов однотипны (имеют одинаковую ширину по уровню 0,7 по напряжению и описываются одинаковыми функциями вблизи главного максимума и первых боковых лепестков), пересекаются по высокому уровню (0,7-0,9) и равномерно расставлены в зоне анализа. Затем выполняется сравнение амплитуд в смежных каналах с пороговым уровнем U_пор. Величина U_пор рассчитывается из условия обеспечения заданного уровня ложных тревог. Сигналы, превысившие или не превысившие пороговый уровень U_пор, бинарно квантуются, причем в случае превышения сигналом порогового уровня U_пор сигналу приписывается значение "единица", а при превышении "нуль". Если после операции сравнения с порогом в смежных каналах проявляются сигналы "единица", а также одиночные нулевые пропуски, то эти каналы объединяют в одну группу. Наличие в группе более трех каналов свидетельствует о наличии приема сигналов от протяженного объекта. Бинарно-квантованные сигналы в каналах запоминаются. Для формирования групп и удобства обработки сигналов от протяженного объекта используется преобразование запомненных квантованных сигналов в последовательность импульсов, для чего производится последовательный опрос квантованных сигналов, по временному положению которых судят о номере канала.

Последовательный опрос повторяют с периодом T_п, равным периоду временного квантования, который есть величина, обратная полосе Δf входных процессов в каналах. Если при последовательном опросе образуется пачка импульсов, то из них формируют группы соседних каналов, в которые включают те импульсы, интервал между которыми допускает не более одного пропуска. Далее измеряют номера каналов n_iн и n_iк (i порядковый номер обзора) выбранной группы соседних каналов, отвечающих первому и последнему импульсам пачки соответственно. При этом , где iн -порядковый номер временного обзора, при котором впервые была зафиксирована группа соседних каналов, iк - порядковый номер временного обзора, после которого наблюдаются два пропуска подряд. По измеренным значениям n_iн и n_iк определяют координату центра пачки n_срi на i-м обзоре по следующей формуле

При произвольной конфигурации протяженного объекта его размеры, в том числе и координаты центра пачки, меняются и для того, чтобы определить принадлежность групп одной и той же пространственной области, предлагается использовать метод траекторного сопровождения пространственно-протяженной области. В заявляемом техническом решении сопровождение ведется только по траектории, обусловленной перемещением центра области от обзора к обзору. Сопровождение по центру области по сравнению с другими методами сопровождения (например, по границе области) обладает возможностью снижения флюктуаций параметра n сопровождаемой траектории.

Ниже дано подробное описание процесса сопровождения траектории, обусловленной перемещением центра области.

Согласно предлагаемому способу вычисляют разности из значений n_срi и n_срi+1, полученных на i-м и (i + 1)-м обзорах

Затем сравнивают модуль образованных разностей с единицей, которая отражает размер строба сопровождения, и если

то приписывают n_срi и n_срi+1 принадлежащими одной и той же траектории, а если в результате сравнения с единицей выясняют, что условие (2) не выполняется, то в единичных случаях невыполнения условия (2) вычисляют разности из значений n_срi и n_срi+2, полученных на i-м и (i+2)-м обзорах
Δi, i+2 = n_срi- n_срi+2,
сравнивают модули образованных разностей с двойкой, которая отражает размеры второго строба сопровождения при единичных пропусках.

Если в результате сравнения выполняется условие

то вычисляют разности из значений n_срi+2 и n_срi+3, полученных на (i+2)-м и (i+3)-м обзорах
Δi+2, i+3 = n_срi+2- n_срi+3.
Затем сравнивают модули образованной разности с единицей, и если в результате сравнения выполняется условие

то продолжают сопровождение траектории согласно описанным выше операциям, а если в результате сравнения с двойкой модуля из значений n_срi и n_срi+2, полученных на i-м и (i+2)-м обзорах условие (3) не выполняется, то принимают решение о прекращении сопровождения траектории. По факту прекращения траектории происходит также считывание необходимой измерительной информации.

Использование сопровождения в двух соседних [(i+1)-м и (i+2)-м] обзорах позволяет проверить принадлежность центров пачек на соответствие выбранному скользящему критерию "1 из 3". Центры пачек с большой достоверностью считаются принадлежащими одной и той же области, если они допускают не более двух пропусков (но не подряд) из трех соседних обзоров. Предполагается, что за период обзора T_п, равный интервалу корреляции процесса в каждом канале, сигнал в центральном канале не может существенно упасть (ниже порога обнаружения U_пор) и поэтому практически удерживается в этом канале. Однако с учетом динамики перемещения отдельных частей пространственного объекта (из-за изменения, например, его ракурса) можно ожидать, что максимальная ошибка определения центрального канала не выйдет за границы ±1 канала, а это означает, что эквивалентные размеры строба составляют 2 единицы. Если при выборе второго строба руководствоваться теми же соображениями, то по отношению к размеру первого строба он увеличится на 2 единицы и будет составлять 4 единицы.

На фиг. 1 изображена общая схема устройства; на фиг. 2 формирователь импульсов начала и конца пачки; на фиг. 3 измеритель координат центра пачки; на фиг. 4 преобразователь последовательного потока информации в параллельный; на фиг. 5 первый блок поиска центральной траектории; на фиг. 6 -второй блок поиска центральной траектории.

На фиг. 1-6 введены следующие обозначения:
для общей схемы:
1 блок пороговых элементов;
2 блок регистров;
3 коммутатор;
4 формирователь пачек;
5 формирователь импульсов начала и конца пачки;
6 измеритель координаты центра пачки;
7 преобразователь последовательного потока информации в параллельный;
8, 10 и 13 первый, второй и третий блоки регистров;
9 и 14 первый и второй блоки поиска центральной траектории;
11 сдвиговый регистр;
12 блок задержки;
1, N -номер парциальных каналов;
U_пор сигнал порогового уровня;
U_такт тактовый импульс;
U_синхр импульс синхронизации;
ИНУ импульс начальной установки;
ИНП и ИКП импульсы начала и конца пачки;
n_срi -координата центра пачки;
для формирователя импульсов начала и конца пачки: 15 линия задержки; 16 и 17 первая и вторая схемы несовпадения;
для измерителя координаты центра пачки:
18 и 24 первый и второй счетчики;
19 блок регистров;
20 и 22 первый и второй блоки вычитания;
21 сумматор;
23 делитель на два;
25 схема сравнения;
26 блок ключей;
ИНУ импульс начальной установки;
n_срi координата центра пачки;
для преобразователя последовательного потока информации в параллельный:
27₁-27_n блоки схем несовпадений;
28₁-28_n регистры;
29₁-29_n элементы ИЛИ; 30₁-30_n линии задержки;
31₁-31_n триггеры;
U_с входной информационный сигнал;
U_зап и U_ну импульсы запуска и начальной установки;
для первого блока поиска центральной траектории:
32_I-32_n элементы вычитания;
33_I-33_n схемы сравнения;
34_I-34_n первая группа комплектов ключей;
35_I-35_n первая группа регистров;
36_I-36_n вторая группа комплектов ключей; 37_I-37_II вторая группа регистров;
U_с и U₁-U_n входные информационные сигналы;
I и II первая и вторая группы выходов;
модуль разности двух кодов;
U_счит сигнал считывания;
для второго блока поиска центральной траектории:
38_I-38_n элементы вычитания;
39_I-39_n схемы сравнения;
40_I-40_n комплекты ключей;
U_с, U₁-U_n входные информационные сигналы;
модуль разности двух кодов;
U_{вых. 1сбр. тр}- U_{вых. nсбр. тр} - выходные сигналы сброса траектории.

Устройство, реализующее заявляемый способ, содержит последовательно соединенные блок пороговых элементов, входы которого являются сигнальными входами устройства, блок регистров и коммутатор, сдвиговый регистр, входы "Запуск" и "Сдвиг" которого являются соответственно тактовым и синхронизующим входами устройства, а выходы соединены с соответствующими управляющими входами коммутатора, последовательно соединенные преобразователь последовательного потока информации в параллельный, первый блок регистров и первый блок поиска центральной траектории, последовательно соединенные третий блок регистров и второй блок поиска центральной траектории, выходы которого образуют вторую группу выходов устройства, а также второй блок регистров, информационные входы которого соединены с соответствующими выходами первой группы первого блока поиска центральной траектории, управляющие входы с соответствующими выходами сброса траектории второго блока по центральной траектории, а выходы образуют первую группу выходов устройства, и блок задержки, вход которого соединен с тактовым входом устройства, а выход с первым управляющим входом преобразователя последовательного потока информации в параллельный, второй управляющий вход которого объединен с управляющим входом первого блока поиска центральной траектории и соединен с тактовым входом устройства, при этом третий и четвертый входы измерителя координаты центра пачки соединены с тактовым и синхронизирующим входами устройства соответственно, а выход со вторыми информационными входами первого и второго блоков поиска центральной траектории.

Блок пороговых элементов содержит N цепочек из последовательно соединенных схемы сравнения, усилителя и ограничителя, при этом входы и выходы цепочек являются сигнальными входами и выходами блока соответственно, а схема сравнения может быть выполнена, например, с помощью диода, один вывод которого является первым входом схемы сравнения, а другой вывод выходом схемы сравнения и, кроме того, через резистор R подключен ко входу, являющемуся управляющим входом блока.

Формирователь пачек содержит сумматор, выход которого является выходом блока, первый вход соединен со входом блока непосредственно, а второй вход - со входом блока через линию задержки.

Формирователь импульсов начала и конца пачки содержит подключенную ко входу линии задержки первую и вторую схемы несовпадения, выходы которых образуют соответствующие выходы блока, при этом входной вывод линии задержки подключен к первому входу первой схемы несовпадения и второму входу второй схемы несовпадения, а выходной вывод линии задержки подключен ко второму входу первой схемы несовпадения и к первому входу второй схемы несовпадения.

Измеритель координаты центра пачки содержит последовательно соединенные первый счетчик и регистр, второй счетчик, два блока вычитания, сумматор, делитель на два, схему сравнения и блок ключей, при этом выходы регистра и второго счетчика соединены соответственно с объединенными между собой входами уменьшаемого первого блока вычитания и первым входом сумматора и с объединенными между собой входами вычитаемого первого блока вычитания и вторым входом сумматора, выход первого блока вычитания соединен с входом A схемы сравнения, выходы A≥B которой соединены с управляющим входом блока ключей, а вход B с информационным входом блока ключей и является входом постоянного числа 3, выход блока ключей соединен со входом вычитаемого второго блока вычитания, вход уменьшаемого которого соединен с выходом сумматора, а выход с входом делителя на два, выход которого является выходом измерителя, вход "Считывание" первого счетчика, вход "Считывание" второго счетчика, объединенный вход "Начальная установка" первого и второго счетчиков являются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым входами измерителя.

Преобразователь последовательного потока информации в параллельный содержит n комплектов из последовательно соединенных блока схем несовпадений и регистра, триггера, выход которого соединен с управляющим входом блока схем несовпадений, а между информационными выходом блока схем несовпадений в каждом комплекте и входом "Сброс" триггера включены последовательно соединенные элемент ИЛИ и линия задержки, при этом вход "Запуск" триггера первого комплекта является первым управляющим входом преобразователя, информационные входы блоков схем несовпадений объединены и являются соответствующим входом преобразователя, входы начальной установки триггеров объединены и являются вторым управляющим входом преобразователя, выходы регистров образуют соответствующие выходы преобразователя, входы "Считывание" регистров объединены и соединены со вторым управляющим входом преобразователя, а вход "Сброс" триггера i-го комплекта соединен со входом "Запуск" триггера (i+1)-го комплекта.

Первый блок поиска центральной траектории содержит n цепочек из последовательно соединенных элемента вычитания и схемы сравнения, второй вход которой является входом кода постоянного числа 1, и 2 n цепочек из последовательно соединенных комплекта ключей и регистра, при этом входы вычитаемого элементов вычитания соединены с информационными входами соответствующих комплектов ключей, относящихся к первой группе из n последовательных цепочек, и являются первыми информационными входами блока, относящихся ко второй группе из n последовательных цепочек, и является вторым информационным входом блока, выходы Δ ≅ 1 и Δ > 1 схем сравнения соединены с управляющими входами комплектов ключей первой и второй группы соответственно, выходы регистров первой и второй групп образуют первую и вторую группы выходов соответственно, входы "Считывание" всех регистров объединены и образуют управляющий вход блока.

Второй блок поиска центральной траектории содержит n цепочек из последовательно соединенных элементов вычитания и схемы сравнения, второй вход которой является входом кода постоянного числа 2, а также n комплектов ключей, при этом входы вычитаемого элементов вычитания соединены с информационными входами соответствующих комплектов ключей, выходы которых образуют информационные входы блока, входы уменьшаемого элементов вычитания объединены и образуют второй информационный вход блока, выходы Δ ≅ 2 схем сравнения соединены с управляющими входами соответствующих комплектов ключей, а выходы Δ > 2 схем сравнения являются соответствующими выходами сброса траектории блока.

Коммутатор содержит комплект из N ключей, сигнальные и управляющие входы которых являются соответствующими входами коммутатора, а выходы ключей объединены и являются выходами коммутатора.

Блок ключей в измерителе 6 содержит комплект из двух ключей (для передачи кода числа 3), а комплекты ключей в блоках 9 и 14 по r (r разрядность двоичного кода параметра n_ср) ключей в каждом комплекте. Ключи в комплектах и в блоке ключей имеют разомкнутые выходы, но объединенные управляющие входы.

Первый, второй и третий блоки регистров содержат n регистров памяти в каждом блоке, информационные входы и выходы которых являются соответствующими входами и выходами блоков, при этом второй блок регистров в отличие от двух других содержит управляющие входы, которые соединены со входами "Считывание" соответствующих регистров памяти.

Устройство, реализующее заявляемый способ, работает следующим образом.

Сигналы от протяженного объекта, принятого по N смежным парциальным угловым каналам моноимпульсной системы в виде амплитудных выборок (период повторения выборок T_п обратен полосе спектра сигнала), с выходов приемников поступают на выходы блока пороговых элементов 1. В блоке 1 производится сравнение амплитуд выборок сигналов от протяженного объекта, принятых в смежных парциальных каналах, с пороговым уровнем U_пор. Величина U_пор выбирается достаточно высокой (не менее чем в 7 раз превышающей среднеквадратическое значение шума внешнего мешающего источника или внутреннего шума приемника) и поддерживается из условия обеспечения требуемого уровня ложных тревог. При таких (высоких) уровнях схема обнаружения пространственно-протяженного объекта требует высоких отношений сигнал/шум (>17 дБ) по входам приемников, при которых гарантируются достоверное обнаружение траекторий и высокая точность измерения параметров, необходимых при сопровождении траекторий. Высокие уровни сигналов могут обеспечиваться или в результате согласованной фильтрации сигналов в приемниках (при работе системы обнаружения по объектам, размещенным в дальней зоне или без согласованной фильтрации, но на более близких рубежах обнаружения сигналов). Сигнал установки порога U_пор (в аналоговом виде) является внешним входным сигналом устройства. Выходными сигналами блока 1 являются аналоговые импульсы, пронормированные по амплитуде и появляющиеся на тех выходах блока, на которых выполняется условие

Затем импульсные сигналы поступают на регистры памяти 2, в которых запоминаются состояния, заложенные в амплитудных выборках (нулевое при отсутствии импульса, единичное при наличии импульса), и это состояние сохраняется до появления следующей выборки. Время хранения информации в регистрах памяти определяется временем для получения единичных оценок текущих параметров.

Далее сигналы с регистров памяти опрашиваются (осуществляется временной обзор) с помощью объединенных по выходу ключей в коммутаторе 3, управляемых по команде сдвигового регистра 11. Сдвиговый регистр 11 запускается тактовыми импульсами U_такт. Тактовые импульсы в нем сдвигаются каждый раз на один разряд с приходом очередного импульса сдвига (импульса синхронизации U_синхр). На общем выходе коммутатора 3 образуется последовательность импульсов, где во временном положении импульса по отношению к тактовому импульсу (т. е. началу отсчета) содержится информация о номере парциального канала. От пространственно-протяженного объекта возникают пачки импульсов также на смежных обзорах, а совокупность таких пачек импульсов от одного пространственно-протяженного объекта произвольной конфигурации образует в сечении плоскости ατ пространственную область. Для установления факта принадлежности пачки (пачек) импульсов одному и тому же пространственно-протяженному объекту образованные на выходе коммутатора 3 последовательности импульсов вначале поступают на формирователь пачек 4, в которых из них формируются пачки импульсов по критериям, описанным выше (например, при формировании пачки единичные пропуски не учитываются), причем в этом блоке пачки формируются в каждом текущем временном обзоре. Работа блока 4 основана на сложении исходных последовательностей импульсов с задержанными на период опроса DT, так что на выходе блока 4 образуются пачки импульсов без единичных пропусков, однако протяженность последовательности импульсов, сгруппированных в пачки, увеличивается при этом на ΔT. Блок 5, куда поступают пачки импульсов, вырабатывает служебные сигналы, необходимые для координации работы измерительного блока 6 импульсы начала и импульсы конца пачки (ИНП и ИКП).

Измеритель координаты центра пачки 6 с помощью комплекта из двух счетчиков подсчитывает координату начала и координату конца пачки, а дальнейшая обработка реализует алгоритм измерения по формуле (I). В блоке 6 в качестве счетных импульсов начала и конца пачки ИНП и ИКП с блока 5, а в качестве импульса начальной установки (ИНУ) тактовый импульс. Выходной информацией блока является координата центра пачки n_срi, привязанная по времени к моменту подачи ИКП.

Блок 7 распределяет последовательную информацию о n_срi, поступающую параллельным двоичным кодом по параллельным каналам в пределах каждого периода обзора T_п, причем порядковый номер канала, в котором окажется информация о n_срi, строго определяется очередностью поступления этой информации (первая по очереди информация в первом канале, вторая во втором и т.д.). Эта информация в параллельных каналах хранится в блоке до поступления информации в следующем периоде. В блоке 7 в качестве импульсов начальной установки и импульсов считывания используются тактовые импульсы, а в качестве запускающих тактовые импульсы, задержанные на блоке 12 на время τ_зад < ΔT. В этом случае с приходом каждого тактового импульса начинаются процесс преобразования текущей информации и считывание преобразованной информации с предыдущего такта. Считанная с блока 7 информация переписывается в регистры блока 8 и хранится там до момента обновления информации, т. е. до прихода очередного тактового импульса. Запомненная в блоке 8 информация о n_срi в виде параллельного потока поступает в первый блок поиска центральной траектории 9, где образуются разности кодов о n_ср в параллельных каналах (с предыдущего такта) с текущими кодами о n_срi+1, поступающими с блока 6. Затем модули этих разностей проверяются на выполнение условию (2) и сортируются по выходам. При выполнении условия (2) они попадают на первую группу выходов, при невыполнении на вторую группу выходов. Все коды после выполнения операции по правилу (2) запоминаются и считываются очередным тактовым импульсом. Появление кодов на выходах I означает, что коды n_срi+1 попали в строб сопровождения, прогнозируемый с предыдущего такта, а появление кодов на выходах II означает, что эти коды не попали в упомянутый строб сопровождения, а в качестве кодов на выходах II используются коды с предыдущего такта (n_срi). Значения n_срi+1 и n_срi поступают на второй и третий блоки регистров (10 и 13), где они хранятся еще один такт. Запомненные на блоке 13 коды поступают на второй блок поиска центральной траектории 14, работа которого идентична работе первого блока поиска центральной траектории 9, с той лишь разницей, что в качестве сравниваемых кодов используются коды с i-го и (i+2)-го обзоров, отсутствует запоминание выходных кодов, а вторая группа выходов образуется из сигналов невыполнения условия (3), которые по сути своей являются сигналами прекращения траектории. По сигналам прекращения траектории происходит считывание запомненной информации с блока 10 и с тех параллельных каналов, на которых появляются сигналы прекращения траектории. На первой группе выходов блока 14 образуются коды n_срi+2, которые попадают во второй строб сопровождения, прогнозируемый с i-го временного обзора.

Далее дано описание отдельных блоков.

Формирователь импульсов начала и конца пачки 5 (фиг. 2) работает следующим образом. Импульсы пачки поступают на две схемы несовпадения 16 и 17, причем на первый вход первой и второй вход второй схем несовпадения непосредственно, а на второй вход первой и первый вход второй схем несовпадения через линию задержки 15 на τ₃ = ΔT. Сигнал проходит через каждую схему несовпадения только в том случае, если первый или последний импульс пачки действует на один его вход и отсутствует на втором. В результате этого на выходе первой схемы несовпадения 16 появляется единственный импульс начала пачки, а на выходе второй схемы несовпадения 17 импульс конца пачки. (Упомянутая схема и описание ее работы отражены также в книге: Теоретические основы радиолокации. /Под ред. Я.Д. Ширмана. М. Сов. радио, 1970, с. 285, 286, рис. 5.53 и 5.55).

Измеритель координаты центра пачки (фиг. 3) работает следующим образом. Два счетчика 18 и 24 подсчитывают импульсы синхронизации от начала отсчета (от тактового импульса). Считывание содержимого счетчиков происходит для счетчика 18 по импульсу ИНП, для счетчика 24 по импульсу ИКП. Дальнейшая обработка заключается в образовании разности (блок вычитания 21) показаний счетчиков. Поскольку импульсы ИПП следуют раньше импульсов ИКП, для образования упомянутых суммы и разности результат считывания со счетчика 18 запоминается в регистре 19. Искусственное удлинение пачки в блоке 5 на 3 ΔT приводит к тому, что координаты ИНП и ИКП увеличиваются на 3 ед. Для учета этого фактора разностный сигнал с помощью схемы сравнения 25 сравнивается с постоянным числом, равным 3 (получаемым, например, с помощью регистра константы). В случае, если Δn ≥ 3, то на выходе схемы сравнения формируется импульс, который открывает блок ключей 26. Код числа 3 проходит на его выход и вычитается из суммы (блок 22) показаний счетчиков. Выходным сигналом является средняя координата центра пачки n_срi, получаемая как результат деление на два (на блоке деления 23) суммы показаний счетчиков с учетом поправки.

Преобразователь последовательного потока информации в параллельный (фиг. 4) работает следующим образом. Последовательный поток информации о n_срi поступает параллельным двоичным кодом одновременно на n блоков ключей 27₁-27_n (n возможное число пространственно-протяженных объектов на периоде обзора T_n), управляемых триггерами 30₁-30_n таким образом, что в исходном состоянии блоки закрыты. Установка триггеров 30₁-30_n в исходное состояние осуществляется тактовым импульсом, поступающим с входа 2 преобразователя. После подачи с входа 1 на первый триггер 30₁ импульса запуска (тактового импульса с задержкой τ_зад < ΔT) первый триггер открывается и подготавливает первый блок ключей 27₁ для приема информации о n_срi. После прихода первого по порядку кода n_срi на выходе первого блока ключей появляются кодовые импульсы, наличие которых индуцируется импульсом, который появляется на выходе схемы ИЛИ 29₁. По этому импульсу через время, определяемое линией задержки 30₁ ((τ₃ < ΔT)), происходит сброс (возврат) триггера 31₁ в исходное состояние на открывание второго триггера 31₂ (путем подачи импульса на вход "Запуск" этого триггера). В результате происходит открывание второго блока ключей 27₂, готового к приему второго кода и т. д. Выходные коды о n_срi по параллельным каналам поступают на выходы преобразователя через блоки регистров 28₁-28_n, где они хранятся до появления данных о n_срi в следующем [(i+1)-м] временном обзоре. Ын

Использование: для слежения за подвижными объектами радиолокационными методами. Сущность изобретения: в способе слежения за перемещением протяженного объекта после бинарного квантования сигналов, принятых по смежным парциональным каналам, производят автоматическое слежение за траекторией, образованной центром областей по смежным парциальным каналам. Устройство для реализации способа содержит один блок пороговых элементов 1, один блок регистров 2, один коммутатор 3, один формирователь пачек 4, один формирователь импульсов начала и конца пачки 5, один измеритель координаты центра пачки 6, один преобразователь последовательности потока информации в параллельный 7, три блока регистров 8, 10 и 13, два блока поиска центральной траектории 9 и 14, один сдвигающий регистр 11, один блок задержки 12. 6 ил.

Способ слежения за перемещением протяженного объекта, заключающийся в том, что сигнал от пространственной области принимают по N смежным парциальным угловым каналам с равномерной расстановкой диаграмм направленности, сравнивают сигналы с пороговым уровнем Uпор, бинарно квантуют сигналы, запоминают квантованные сигналы, отличающийся тем, что путем последовательного опроса с периодом ΔT преобразуют запомненные квантованные сигналы в последовательность импульсов, по временному положению которых от начала отсчета определяют номер канала, повторяют последовательный опрос с периодом Т_п, равным периоду временного квантования, величина которого обратна полосе Δf входного процесса, подвергаемого сравнению с пороговым уровнем Uпор, из последовательности импульсов формируют пачки импульсов, в которые включают те импульсы, интервал между которыми допускает не более одного пропуска, по временной опросной сетке от начала отсчета измеряют временное положение импульсов t_н i и t_k i, где i порядковый номер обзора выбранной пачки импульсов, отвечающих первому и последнему импульсам пачки соответственно, при этом где i_н порядковый номер временного обзора, при котором впервые была зафиксирована пачка импульсов, а i_k - порядковый номер временного обзора, после которого наблюдаются два пропуска подряд, по измеренным значениям t_н i и t_k i определяют координату центра пачки по формуле I

где


формируют пачку отметок со значениями с временной привязкой импульсов пачки отметок к моментам окончания пачек импульсов t_k i, запоминают значения вычисляют разности из значений полученных на i-ом и (i + 1)-ом обзорах

сравнивают модули образованных разностей с единицей, и если в результате сравнения выполняется условие II

то принадлежат одной и той же траектории, проведенной через центры пачек, а если в результате сравнения с единицей условие II не выполняется, то вычисляют разности из значений полученных на i-м и (i + 2)-м обзорах

сравнивают модули образованных разностей с двойкой и если в результате сравнения выполняется условие III

то вычисляют разности из значений полученных на (i + 2)-ом и (i + 3)-ом обзорах

сравнивают модули образованных разностей с единицей и если в результате сравнения с единицей выполняется условие IV

то продолжают сопровождение согласно описанным выше операциям, а если в результате сравнения с двойкой модуля из значений на i-м и (i + 2)-м обзорах условие II не выполняется, то прекращают сопровождение траектории.