Информационно-измерительная система оценивания координат и параметров движения беспилотных летательных аппаратов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.16, кандидат наук Наимов Умеджон Розибекович

• Наимов Умеджон Розибекович
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Наимов Умеджон Розибекович

ВВЕДЕНИЕ

1 Анализ результатов исследований в области улучшения технических характеристик информационно-измерительных систем радиолокационных комплексов. Основные принципы построения

1.1 Анализ тактико-технических характеристик информационно-измерительных систем радиолокационных комплексов

1.2 Анализ и области применения современных средств радиолокационного наблюдения информационно-измерительных систем

1.3 Анализ режимов работы современных информационно-измерительных систем радиолокационных комплексов

1.4 Классификация беспилотных летательных аппаратов, как объектов н аблюден ия ин фор мацион н о-измер ительн ых систем р адиолокацион н ых комплексов

1.5 Анализ характеристик беспилотных летательн'ых аппаратов, как объектов наблюдения ин'фор'мацион'н'о-измер'ительн'ых систем

1.6 Модель траектории полета беспилотн'ых летательн'ых аппаратов

1.7 Постановка задачи исследования

1.8 Выводы по разделу

2 Синтез алгоритма функционирования информационно-измерительной системы оценки координат беспилотн'ых летательн'ых аппаратов

2.1 Информационно-измерительная система со случайными скачкообр'азн'ыми изменениями структуры

2.2 Выбор' и обоснование исходн'ых моделей состояния

2.3 Синтез алгоритмов отслеживания объектов системой со случайными скачкообразно изменяющимися параметрами при устойчивом наблюдении цели и умеренной величине шума

2.4 Математическая модель изменения угловых координат, обусловленного высокоман'евр'ен'н'ом движением воздушной цели

2.5 Проверка времени работы моделей в условиях реального маневра цели

2.6 Результат синтеза алгоритма функционирования системы обработки сигнала информационно-измерительных систем р'адиолокацион'н'ых комплексов

2.7 Выводы по разделу

3 Анализ качества функционирования канала углового слежения информационно-измерительн'ых систем радиолокационных комплексов

3.1 Общие положения

3.2 Исследование характеристик потенциальной точности функционирования канала углового слежения ин'фор'мацион'н'о-измер'ительн'ых систем р'адиолокацион'н'ых комплексов

3.3 Анализ р'еальн'ых характеристик точности канала углового слежения ИИС РК

3.4 Исследование устойчивости синтезированного фильтра и особенности моделирования ср'ыва слежения

3.5 Анализ результатов моделирования ср'ыва слежения

3.6 Выводы по разделу

4 Разработка упрощенного алгоритма функционирования угломерного канала ин'фор'мацион'н'о-измер'ительн'ых систем р'адиолокацион'н'ых комплексов сопровождения маневренной цели

4.1 Отслеживание координат и параметров движения беспилотн'ых летательн'ых аппаратов лин'ейн'ым фильтром

4.2 Упр'ощен'н'ый алгоритм оценивания координат и параметров движения воздушной цели ин'фор'мацион'н'о-измер'ительн'ых систем р'адиолокацион'н'ых комплексов

4.3 Выводы по разделу

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Акт о Внедрении результатов исследования

129

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Информационно-измерительная система оценивания координат и параметров движения беспилотных летательных аппаратов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Одной из наиболее важных систем управления движением воздушных объектов является информационно-измерительная система (ИИС) параметров движения. Радиолокационная система является ее частью, и предназначена для определения параметров местонахождения цели в каждый момент времени. В отраслях производства, связанных с разработкой ИИС, предназначенных для решения целевых задач наведения и локации, одной из основных проблем является координирование параметров движения управляемых беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Аналогичные задачи измерения также решаются при создании систем наведения и слежения за объектами с помощью радиолокационных систем (РЛС) размещаемых на борту воздушных объектов.

Последнее время характеризуется важными результатами исследований и разработками в области вторичной обработки радиолокационной информации. Потребность исследований в этой области обусловлена как серьезными изменениями в техническом подходе и структуре РЛС, так и теоретическими результатами в методах цифровой обработки данных.

Достижения в области теории имеют важное значение для правильного синтеза и использования первичных радиолокационных систем [1]. Основной принцип функционирования первичного измерителя РЛС часто прост для понимания, но теория вопроса может быть весьма сложной. РЛС может обнаруживать и сообщать положение всего, что отражает радиосигналы, в том числе, в зависимости от ее конструкции, воздушных судов, метеобразований и земной поверхности. Для целей управления воздушным движением это является одновременно и преимуществом, и недостатком. Первичная РЛС по-прежнему используется в управлении воздушным движением (УВД) сегодня как дополнительная система для вторичного радиолокатора, хотя область ее применения и информация более ограниченные [2, 3, 4].

ИИС РК играет все более важную роль, так как обнаружение и отслеживание воздушных целей является очень важным аспектом и имеет большую практическую ценность. Отслеживание является важной частью радарной системы. Особенно отслеживание целей при маневрировании является более сложным в турбулентных условиях. В обычном отслеживании целей наиболее распространенным методом является стандартный алгоритм фильтра Калмана [5]. Когда модель состояния и уравнения наблюдения являются линейными уравнениями, а шум наблюдения - гауссовским белым шумом, алгоритм фильтра Калмана является оптимальным алгоритмом в смысле минимальной дисперсии ошибки.

Поэтому актуальной является решаемая научная задача разработки ИИС РЛС, обеспечивающих устойчивое и точное сопровождение цели в условиях частного изменения характера полета наблюдаемого, перехода от медленного к очень резкому изменению отслеживаемых параметров.

Необходимость слежения за БПЛА очень важна потому, что БПЛА могут представлять опасность для полетов, поэтому эффективная площадь отражения (ЭПО) является ключевым параметром, используемым для определения того, будет ли обнаружена воздушная цель с помощью радара в заданной области. Величина ЭПО имеет особое значение для обнаружения миниатюрных БПЛА. БПЛА стоит меньше в производстве и эксплуатации, чем пилотируемый самолет, и поэтому они широко используются многими странами из-за их эффективности.

В настоящее время недостаточно проработаны вопросы оценивания координат БПЛА, которые имеют малую ЭПО, могут летать на малых высотах и резко маневрировать.

Слежение за такими целями с помощью традиционных средств приводит к частым срывам слежения и потере цели.

Объект исследования - угломерный блок (подсистема) радиолокационной ИИС определения координат и параметров движения БПЛА.

Предмет исследования - методы повышения точность определения угловых координат и параметров движения интенсивно маневрирующих БПЛА.

Цель диссертационной работы - обеспечение более высокой точности определения угловых координат и параметров движения интенсивно маневрирующих БПЛА в угломерном блоке ИИС РЛС на основе методов синтеза систем со случайной структурой.

Для достижения сформулированной цели были поставлены и решены следующие задачи:

- обоснован принцип построения и методов обработки сигналов ИИС РЛС слежения за воздушными маневрирующими объектами с малой ЭПО и большим диапазоном допустимых перегрузок;

- разработан метод выбора моделей движения маневрирующих целей при различных ракурсах наблюдения для синтеза структуры угломера ИИС РЛС слежения за воздушными маневрирующими объектами;

- произведен синтез алгоритма функционирования канала сопровождения воздушной цели по угловым координатам;

- проанализированы потенциальные и реальные характеристики точности разработанной на основе синтезированных алгоритмов ИИС РЛС сопровождения подвижных объектов;

- разработана упрощенная структура канала сопровождения БПЛА по угловым координатам и исследование точности определения угловых координат и параметров движения интенсивно маневрирующих БПЛА.

Научная новизна результатов исследования заключается в том, что:

Разработан алгоритм вторичной обработки информации в радиолокационной ИИС сопровождения подвижных воздушных объектов, отличающийся от известных тем, что алгоритм синтезирован на основе систем со случайной скачкообразной структурой и обоснованного выбора кластера моделей, имеющий более высокую точность определения координат местоположения, более высокую устойчивость к срыву слежения, и низкую чувствительность к изменению характера движения БПЛА, и позволяющий:

- адаптироваться к характеру поведения цели;

- повысить точность определения координат, не повышая соотношения сигнал/шум;

- в условиях маневра, принять упреждающие меры при управлении диаграммой направленности антенны пеленгатора.

2. С целью разработки алгоритмов функционирования ИИС и исследования метода обработки цифровой радиолокационной информации, обладающих минимальными ошибками оценивания координат, предложен метод обработки информации ИИС отличающийся тем, что сопровождение воздушной цели ведется на основе двухмодельного алгоритма, парциальные модели которого рассчитаны на различные ситуации движения БПЛА, в том числе на резкое маневрирование с перегрузками, превышающими перегрузки пилотируемых целей.

3. Обоснована методика выбора моделей движения маневренных воздушных целей на основе оценки времени работы модели, позволяющая эффективно формировать кластер моделей для синтеза структуры угломера ИИС РЛС слежения за воздушными маневрирующими объектами.

Ожидаемые результаты по проведенным исследованиям:

- повышение эффективности систем контроля при решении задачи слежения за движением БПЛА;

- новые эффективные схемотехнические решения при проектировании радиоэлектронных следящих измерителей.

Методы исследований. Поставленные задачи решены методами математического анализа и численного моделирования.

Теоретическая значимость исследования обоснована тем, что:

- доказана целесообразность использования алгоритма вторичной обработки информации в радиолокационной ИИС сопровождения подвижных воздушных объектов, синтезированного на основе систем со случайной скачкообразной структурой при обоснованном выборе кластера моделей;

- применительно к проблематике диссертации результативно, с получением обладающих новизной результатов, использованы методы синтеза алгоритмов вторичной обработки информации в радиолокационной ИИС сопровождения подвижных воздушных объектов, методы моделирования радиолокационных систем;

- изложены условия, обеспечивающие повышение эффективности сопровождения маневренных целей;

- раскрыта необходимость совершенствования систем сопровождения маневренных целей;

- изучена причинно-следственная связь между свойствами кластера моделей и точностью систем сопровождения;

- разработана методика выбора моделей, обеспечивающих получение новых результатов по теме диссертации.

Практическая значимость диссертации состоит в том, что:

- синтезированы реализуемые алгоритмы функционирования системы сопровождения подвижных объектов, способные обеспечить устойчивое измерение координат в условиях резкого маневрирования цели. Результаты работы расширяют область применения алгоритмов вторичной обработки пеленгационной информации на сопровождение цели в условиях частого изменения характера полета наблюдаемого объекта, перехода от медленного к очень резкому изменению отслеживаемых параметров с перегрузками, значительно превышающими перегрузки пилотируемых летательных аппаратов.

- предложена методика практических рекомендаций по обоснованию кластера моделей, на основе которых могут быть синтезированы алгоритмы слежения. Предложенные алгоритмы и методы могут быть использованы в учебном процессе, при изучении методов отслеживания координат целей.

На защиту выносятся следующие основные положения:

- алгоритм устойчивого сопровождения маневренной воздушной цели по угловой координате в условиях резкого маневрирования цели с малой ЭПО и перегрузками, превышающими перегрузки пилотируемых целей;

- методика выбора кластера моделей движения маневренных целей при различных ракурсах наблюдения для синтеза структуры угломера ИИС РЛС слежения за воздушными объектам на основе оценки времени работы модели.

Достоверность и обоснованность результатов и выводов, полученных в работе, определяются совпадением полученных теоретических результатов с результатами проведенных численных экспериментов; адекватностью предложенных моделей реальным процессам; корректным применением методов синтеза систем в пространстве состояний; методов моделирования систем, программирования; фундаментальных достижений современной науки и техники, отраженных в обзоре научной литературы по проблемам, связанным с ИИС РЛС.

Идея базируется на анализе результатов практики применения методов синтеза систем вторичной обработки информации в радиолокации, обобщении передового опыта в этой области; использованы данные численных экспериментов, полученных лично автором, и данных других исследований по рассматриваемой проблеме; установлено качественное и количественное совпадение результатов, полученных автором, с результатами, представленными в независимых источниках по данной проблеме; использованы современные методы сбора и обработки информации, необходимой для принятия решений, направленные на повышение эффективности процессов вторичной обработки информации в радиолокации.

Апробация полученных результатов. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих научно-технических конференциях:

- 3-я Международная конференция с элементами научной школы «Актуальные проблемы энергосбережения и эффективности в технических системах» (г. Тамбов, ТГТУ, 2016);

- II Всероссийская молодежная научная конференция «Радиоэлектроника. Проблемы и перспективы развития», посвященная Дню радио и связи (г. Тамбов, ТГТУ, 2017);

- Всероссийская заочная научно-практическая конференция, Выпуск 1 «Фундаментальные и прикладные научные исследования: актуальные вопросы, достижения и инновации» (г.Тамбов, ТГТУ, 2017 );

- Всероссийская заочная научно-практическая конференция, Выпуск 1 «Фундаментальные и прикладные научные исследования: актуальные вопросы, достижения и инновации» (г.Тамбов, ТГТУ, 2017);

- 5-я Международной научно-технической конференции студентов, молодых ученых и специалистов «Энергосбережение и эффективность в технических системах» (г. Тамбов, ТГТУ, 2018);

- 6-я Международной научно-технической конференции студентов, молодых ученых и специалистов «Энергосбережение и эффективность в технических системах» (г. Тамбов, ТГТУ, 2019).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 18 печатных работ, в том числе 7 статей в изданиях из перечня, рекомендуемого ВАК РФ, 1 статья, индексируемом Scopus, 7 работ в трудах международных и всероссийских конференций, получены 3 свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ.

- свидетельство № 2017618607 Российская Федерация. Фильтр со скачкообразным случайным изменением структуры: свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ / С.Н. Данилов, У.Р. Наимов; заявитель и правообладатель: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тамбовский государственных технический университет». - № 2017615350; заявл. 06.06.2017; зарегистр. 04.08.2017.

- свидетельство № 2018619697 Российская Федерация. Устройство определения координат цели со сниженными вычислительными затратами: свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ / С.Н. Данилов, У.Р. Наимов; заявитель и правообладатель: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тамбовский государственных технический университет». - № 20118617119; заявл. 09.07.2018; зарегистр. 10.08.2018.

- свидетельство № 2019617139 Российская Федерация. Модель устройства определения координат с коррекцией фильтров по невязке: свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ / С.Н. Данилов, У.Р. Наимов, Мельникова Д.Д., Сыщикова Д.А.; заявитель и правообладатель: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тамбовский государственных технический университет». - № 2019615919; заявл. 23.05.2019; зарегистр. 04.06.2019.

Реализация результатов работы.

- акт о внедрении в учебный процесс Военного учебно-научного центра Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» результатов диссертационной работы (г. Воронеж).

- акт о внедрении результатов диссертационной работы Наимова У.Р. в учебный процесс ФГБОУ ВО «ТГТУ»;

Структура и объем диссертации. Диссертация включает в себя введение, четыре раздела, заключение. Она содержит 130 страницы машинописного текста, 48 рисунков, 11 таблиц, список литературы из 70 наименований.

Во введении обоснована актуальность темы диссертационного исследования. Описаны основные научные результаты, полученные при выполнении работы и представленные защите, их апробация и внедрение. Представлена структура диссертации и краткое описание ее разделов.

В заключении даны краткие выводы о проделанной работе и ее основные теоретические и практические результаты.

1 Анализ результатов исследований в области улучшения технических характеристик информационно-измерительных систем радиолокационных комплексов. Основные принципы построения 1.1 Анализ тактико-технических характеристик информационно-измерительных систем радиолокационных комплексов

Задача улучшения тактико-технических характеристика (ТТХ) является одной из важнейших задач оптимизации структуры как существующих, так и вновь разрабатываемых алгоритмов функционирования ИИС различного назначения [6-8]. Таким образом, задача исследования возможностей и путей улучшения технических характеристик ИИС РК является актуальной.

Основной принцип работы радиолокационной системы - использование электромагнитных волн для определения местоположения, скорости и высоты полета как движущие целей.

Эффективность обнаружения БПЛА любого класса во многом зависит от возможностей и тактико-технических характеристик не только самого БПЛА, но и оборудования РЛС обнаружения и слежения [9]. РЛС излучает импульсный сигнал с определенной частотой, в окружающее пространство и принимает отраженный сигнал от любого объекта, находящегося в нем. После обработки этого сигнала расстояние до объекта, его угловые координаты и параметры движения могут быть оценены на основе изменения параметров отраженного от объекта радиосигнала.

Основные желаемые параметры системы слежения зависят от требуемых эксплуатационных характеристик. Тактико-технические требования к РЛС различны, но основные параметры, составляющие ТТХ системы, могут быть практически одинаковыми для таких РЛС [10 - 13].

Применительно к РЛС основными тактическими характеристиками являются: характеристики, определяющие режимы обзора и поиска цели, измерения координат и параметров движения цели. Если цель движется относительно РЛС, это приведет к изменению частоты принимаемого сигнала,

пропорциональному скорости движения. Это вызывается эффектом Доплера и скорость сближения цели может быть оценена с использованием этой информации.

Основные методы радиолокации - это методы определения местоположения и параметров движения объектов.

Понимание теории имеет важные значение для того, чтобы правильно определять и проектировать РЛС.

Используя специальные антенны РЛС, энергия может быть сосредоточена в заданном направлении. Таким образом, можно определить позиции (по азимуту, дальности и высоте) отражающих объектов. Каждый из основных методов радиолокации может быть использован1 при разработке и реализации полн остью фун кцион ир ующей ИИС Р ЛС, котор ая позволяет точн о опр еделять направление на отражающий объект, его дальность и высоту полета.

Заданные тактические характеристики закладываются при проектировании устройств посредством задания определенных технических параметров, среди котор ых:

- несущая частота и модуляция генерируемых колебаний;

- диаграммы направленности (ДН) антенн;

- мощность передающих и принимающих устройств;

- габаритные размеры и масса системы.

- максимальная и минимальная дальности обнаружения объектов;

- разрешающая способность по дальности;

- разрешающая способность по углу;

- точность в определении дальности и направлений.

Сложность процесса определения координат и параметров движущихся современных БПЛА обусловлена не только улучшением маневренности, но и значительным снижением их видимости в радиолокационном диапазоне. Ман евр ен н ость в дан н ом случае огр ан ичивается н е возможн остями пилота (обычно перегрузка не более 6g), а механической прочностью конструкции,

которая позволяет выдерживать значительно большие перегрузки.

Так как снижение эффективной площади отражения (ЭПО) цели приводит к уменьшению энергии отраженного сигнала, соответственно уменьшается дальн ость устойчивого сопр овожден ия цели особен н о в условиях ман евр а БПЛА. Данное обстоятельство предъявляет жесткие требования к помехо-защищен н ости Р ЛС и обусловливает поиск эффективн ых способов защиты от помех. Проблемы, связанные с отслеживанием маневренных целей, проявляются особенно при выполнении маневров БПЛА. Дальность, скорость сближения и угловые координаты маневрирующей цели в данных условиях будут измеряться с большими ошибками, или произойдет срыв слежения, так как современные ИИС РЛС используют модель движения с постоянной скоростью. При срыве слежения, новый захват цели требует дополнительного времени, это в условиях высокоманевренного движения цели имеет очень большое значение.

В последние годы основным способом обеспечения малой заметности ЛА для вражеских РЛС стало использование специальной конфигурации внешних обводов. В то же вр емя, БПЛА могут быть спр оектир ован ы таким обр азом, чтобы отражать радиосигнал в любом направлении, но не в направлении его прихода. Таким образом, мощность отраженного сигнала, поступающего на радар1, значительно снижается, что затрудняет обнаружение БПЛА или другого находящегося в воздухе объекта.

Новые задачи, улучшение тактико-технических характеристик БПЛА, в том числе, уменьшение их размеров, усложняет задачу по их обнаружению. В связи с этим, обнаружение малоразмерных беспилотных летательных аппаратов является приоритетной задачей при создании систем по противодействию БПЛА.

РЛС предназначена для обнаружения, измерения координат и параметров движения малозаметных объектов (азимута, дальности, радиальной скорости), автоматического определения категорий целей, автоматического сопровождения траекторий целей в заданных условиях и выдачи радиолокационной информации потребителю по принятому протоколу. Тактико-технические характеристики этих РЛС приведены в таблице 1.1 [14].

Таблица 1.1

Параметры Значение

Диапазон частот, ГГц 5,8

Обзор1 пространства растровый:

по азимуту круговой последовательный

по углу места последовательно одновременный

по дальности одновременный

по радиальной скорости одновременный

Зона действия:

по азимуту, град. 360

по углу места, град. от 0 до 80

по дальн ости, м от 300 до 20000 в режиме работы по БПЛА; от 2500 до 50000 в режиме работы по всем типам целей

по р адиальн ой скор ости, м/с от 5 до 100 в режиме работы по БПЛА; от 5 до 1000 в режиме работы по всем типам целей

РЛС обеспечивает дальности обнаружения с условными вероятностями 12 правильного обнаружения 0,6 и ложной тревоги 10- :

БПЛА планерного типа с ЭПО оц=1 м на высоте 200 м, км 20

БПЛА план ер н ого типа с ЭПО ац=0,01 м на высоте 200 м, км 10

БПЛА мультироторного типа с ЭПО ац=0,001 м2 на высоте 200 м, км 6

Окончание табл. 1. 1

Разрешающая способность

по дальности, м 300

по азимуту, град 3

по углу места, град 7

по р адиальн ой скор ости, м/с 5

Излучаемая мощность, Вт не менее 300

Темп обновления информации, с 10;5

Число сопровождаемых целей не менее 50

Однако радиоволны, независимо от их длины, подвержены зеркальному и диффузному рассеянию, что оставляет актуальным вопрос о конкретных формах БПЛА.

1.2 Анализ и области применения современных средств радиолокационного н аблюден ия ин фор мацион н о-измер ительн ых систем

Осн овн ые области пр имен ен ия р адиолокацион н ого н аблюден ия в современной технике следующие: радиолокационный контроль воздушного пространства, предотвращение чрезвычайных ситуаций, радиолокационный мониторинг земной поверхности, военная область.

Современные РЛС имеют высокое разрешение и точность при измерении расстояний, угловых координат и скорости сближения, что обеспечивается применением: когерентных и сложных сигналов большой длительности, свер хшир окополосн ых сигн алов, совр емен н ых цифр овых ср едств обр аботки сигн алов, возможн ости р аботать в миллиметр овом диапазон е волн , в применении пространственно-временной обработки сигналов.

Следующие осн овн ые тен ден ции пр ослеживаются в р азвитии техн ики ИИС РК: увеличение количества измеренных координат (создание тр ехкоор дин атн ых Р ЛС), мн огор ежимн ость зон дир ован ия и обзор а в пространстве, повышение когерентности сигналов и ее эффективное использование; автоматизация обработки сигналов и оценки координат цели, зн ачительн ое сн ижен ие ур овн я боковых лепестков ан тен н , зн ачительн ое повышение надежности.

В области РЛС обнаружения маловысотных целей предпочтение отдается антеннам, поднимаемым на мачты высотой 10...20 м.

РЛС управления воздушным движением (УВД) и большинство РЛС военного назначения имеют активные каналы государственного опознавания. Для этих РЛС, из-за сложной структуры сигнала и применения кр иптогр афических методов большое вн иман ие уделяется защите от помех.

Воен н ая область пр имен ен ия ИИС р адиолокации включает: р адиолокацион н ые стан ции упр авлен ия воздушн ым движен ием,

р адиолокацион н ые стан ции обн ар ужен ия, н аведен ия и целеуказан ия, радиолокационные станции для обнаружения маловысотных БПЛА, р адиолокация для н аведен ия зен итн ых упр авляемых р акет, р адиолокацион н ые стан ции и комплексы р азведки н а поле боя, р адиолокацион н ые стан ции подповерхностного зондирования, радиолокационные станции пр отивор акетн ой обор он ы, бор товые кор абельн ые Р ЛС, бор товые Р ЛС самолетов, Р ЛС и ср едства р адиор азведки (в частн ости, пр ибор ы н елин ейн ой радиолокации [15, 16]).

Р азвитие теор ии и пр актики бор товых ср едств р адиоэлектр он н ой бор ьбы, н апр авлен н ых пр отив БПЛА осн овывается н а использован ии н аучн о-технических достижений в области цифровых (компьютерных) технологий. При этом значительные средства направлены на создание новых перспективных РЛС и средств коллективного мониторинга БПЛА, одновременно с излучением традиционных помеховых сигналов, увеличением возможностей адаптации к измен яющейся р адиолокацион н ой обстан овке.

Облик и развитие радиолокационных средств в ближайшей перспективе будут подвергаться влиянию следующих основных факторов:

- изменение уровня разработки технических решений и технологий, обеспечивающих возможность выполнения поставленных задач;

- интенсивное развитие радиолокационных средств обнаружения быстро движущихся воздушных целей, а также средств радиоэлектронной борьбы (РЭБ);

- не всегда достаточный объем финансирования разработок и производства конкурентоспособных РЛС нового поколения для мониторинга БПЛА;

- изменение содержания и сложности задач, решаемых РЛ средствами Министерства обороны и УВД.

Основные тенденции развития сегодня связаны с качественным изменением авиационной техники и современных БПЛА, а также усложнением решаемых ими задач. Внедрение новых технических решений направлено на улучшение качества БПЛА и их летно-тактических характеристик, снижение радиолокационной заметности. Особое внимание уделяется созданию БПЛА со сниженной радиолокационной (более чем на порядок) заметностью. [17].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Наимов Умеджон Розибекович, 2020 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Верба, В. С. Авиационные комплексы радиолокационного дозора и наведения. Принципы построения, проблемы разработки и особенности функционирования [Текст] / В.С. Верба. - М.: Радиотехника, 2014. - С. 119.

2. Stevens, m. C. Secondary surveillance radar [текст] / m. C. Stevens // Norwood: artech house. - 1988. - рр. 251-276. - ISBN 0-89006-292-7.

3. Vabre, Ph. Air Traffic Services Surveillance Systems, Including An Explanation of Primary and Secondary Radar [Текст] /Ph. Vabre // Retrieved. 2009. - р.5.

4. Ефремов, В.С. Новое поколение радиолокаторов управления воздушным движением [Электронные ресурс] // Вестник МГТУ, №1, 2007. URL: https://cyberleninka.ru/article/v/novoe-pokolenie-radiolokatorov-upravleniya-vozdushnym-dvizheniem (дата обращения: 05.11.2018)

5. Kaiman, R.E. A New Approach to Linear Filtering and Prediction Problems [Текст] / R. Kalman // Transactions of the ASME Journal of Basic Engineering. - 1960. - Vol. 82, no. Series D. -. ^p. 35-45.

6. Радиолокационные характеристики летательных аппаратов [Текст]: учебное пособие / Под редакцией Тучкова Л.Т. - М.: Радио и связь, 1985.- 236 с.

7. АстанНн1, Л.Ю. Основы сверхширокополосных радиолокационных измерений [Текст]: учебное пособие / Л.Ю. Астанин, A.A. Костылев. - М.:Радио и связь, 1989. - 192 с.

8. Johnson, J.H. Wang. An examination of the theory and practices of planar near-field measurement [Текст] / J.H. Wang Johnson // IEEE Trans.- 1988.- Vol. 6, № 6.-рр1.746-753.

9. Дудник, П.И. Многофункциональные радиолокационные системы [Текст]: учебное пособие / П. И. Дудник, А. Р. Ильчук, Б. Г. Татарский; под ред. Б. Г. Татарского. - М.: Дрофа, 2007. - 283 с. : ил. - (Высшее образование. Радиотехнические системы). - Библиогр.: с. 273-274. - ISBN 978-5-358-00196-1.

10. Гр ишин , Ю.П. Р адиотехн ические системы [Текст]: учебн ое пособие / Ю.П. Гришин, В.П. Ипатов, Ю.М. Казаринов; под ред. Ю.М. Казаринова. - М.:

Выши шк., 1990. - С. 260. Бердышева, В.П. Радиолокационные системы [Текст]: учебное пособие / В. П. Бердышев, Е. Н. Гарин, А. Н. Фомин; под ред. В.П. Бердышева. - Красноярск: Сиб. федер. ун-т., 2011. - С. 24.

11. Основы теории радиолокационных систем [Электронный ресурс ] Самара: Самар. гос. аэрокосм. ун-т., 2012 . - 1 электрон1. опт. диск (CD-ROM).

12. Никольский, Б. А. Основы радиотехнических систем [Текст]: учебное пособие / Б. А. Никольский. - Самара: изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та., 2013. - С. 105.

13. Ананенков А.Е. К вопросу о наблюдении малоразмерных беспилотных летательных аппаратов / А.Е. Ананенков, Д.В. Марин, В.М. Нуждин, В.В. Расторгуев // Библиография. - 2016. - №91. - 18 с.

14. Нефедов, С.И. Перспективы применения миллиметровой радиолокации для обнаружения и распознавания неподвижных и движущихся объектов на фоне подстилающей поверхности / С.И. Нефедов, М.И. Нониашвили, А.А.Лаговиер, М.Е. Голубцов // IV Всероссийская конференция «Радиолокация и радиосвязь». - М:, - 2010. - 20 с.

15. Лощилов, А.Г. Разработка принципов нелинейной свер хшир окополосн ой р адиолокации [Электр он н ый р есур с] // Доклады Томского УСУРа, № 4(30), 2013. URL: http://www.tusur.ru/filearchive/reports-magazine/2013-30-4/031 .pdf (дата обращения: 19.03.2019).

16. Бояр ин цев, А. Пер спективы р адиолокацион н ой р азведки / А. Бояринцев, В. Пашенных // журнал «Воздушно-космическая оборона». - 2006. -№4.

17. Кузьмин, С.З. Цифровая обработка радиолокационной информации [Текст]: учебное пособие / С.З. Кузьмин. - М.: Советское радио, 1967. — 400 с.

18. Хелстром, К. Статистическая теория обнаружения сигналов [Текст]: учебное пособие / К. Хелстром; под ред. Ю. Б. Кобзарева. - М.: Советское радио, 1963. - 432 с.

19. Самсоненко, С. В. Цифровые методы оптимальной обработки радиолокационных сигналов [Текст]: учебное пособие / С.В. СамсоНеНко. - М.: ВоеНиздат, 1968. - 320 с.

20. Кузьмин, С.З. Основы теории цифровой обработки радиолокационной информации [Текст]: учебное пособие / С.З. Кузьмин1. - М.: Советское радио, 1974.— 432 с.

21. Дуров, А.А. Исследование режимов работы РЛС для авиации морского базирования/ А.А. Дуров // Библиография. - 2010. - №11. - С. 21.

22. Данилов, С. Н. Радиолокационные и радионавигационные системы [Текст]: учебное пособие / С. Н. Данилов, А.В. Иванов. - Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2017. - С.38.

23. Чуев, Ю.В. Исследование операций в военном деле: учебное пособие / Ю.В. Чуев. - М.: Воениздат, 1970. - 256 с.

24. Ларичев, О.И. Теория и методы принятия решений: учебное пособие / О.И. Ларичев. - М.: Логос, 2002. - 392 с.

25. Казаков, И. Е., Артемьев В. М. Оптимизация динамических систем случайной структуры: учебное пособие / И. Е. Казаков, В. М. Артемьев. - М.: Наука, 1980. - 384 с.

26. Панасюк, Ю. Н. Обработка радиолокационной информации в радиотехнических системах [Текст]: учебное пособие / Ю. Н. Панасюк, А. П. Пудовкин. - Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2016. - C.10.

27. Ломако, А.А. Обзор беспилотных летательных аппаратов мира [Электронный ресурс] // ВИНИТИ РАН, - №43. - 2010. URL: http://militaryarticle.ru/viniti-ran/2011 -viniti/11557-obzor-bespilotnyh-letatelnyh-apparatov-mira-bpla (дата обращения 10.04.2019).

28. Данилов, С. Н. Алгоритм функционирования дальномерного канала за маневрирующей в пространстве целью / С. Н. Данилов, Ю. Н. Панасюк, Ю. В. Якушев // IV международная научно-техническая конференция «Радиолокация, навигация, связь». - Воронеж, 1998. - С. 325-327.

29. Годунов, А. И. Комплекс обнаружения и борьбы с малогабаритными беспилотными летательными аппаратами / А. И. Годунов, С. В. Шишков, Н. К. Юрков // Надежность и качество сложных систем. - 2014. - № 2 (6). - С. 62-70.

30. Ерёмин, Г. В. Малор1азмерные беспилотники- новая проблема для ПВО [Электронный ресурс] / Г. В. Ерёмин, А. Д. Гаврилов, И. И. Назарчук // Армейский вестник. - 2015. - Режим доступа - http://otvaga 2004.ru.

31. Верба, B.C. Принципы управления многофункциональными ин тегр ир ован н ыми р адиоэлектр он н ыми системами в дин амике кон фликта со средствами радиоэлектронного подавления [Текст]: учебное пособие / B.C. Верба, A.A. Вакуленко, В.Н. Дод. - М.: - Радиотехника, 2008. - С. 143.

32. Задор ожн ый, А. И. Автоматизир ован н ые системы упр авлен ия полетами и воздушным движением [Текст]: учебное пособие / А.И. Задорожный. - М.: ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 1998. - С. 290.

33. Тарасенков, А. М. Динамика полета и боевое маневрирование летательного аппарата: учебное пособие / А. М. Тарасенков. - М.: ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 1986. - 508 с.

34. Данилов, С.Н. Алгоритм прогноза координат воздушных объектов для обеспечен ия фун кцион ир ован ия системы н апр авлен н ой связи н а осн ове систем со случайным изменением структуры: / С. Н. Данилов, А.П. Пудовкин, Р.Р. Шатовкин // Вестник Тамбовского Государственного Технического Университета. - 2009. - №3 - Том 15. - С.530 - 539.

35. Пан асюк, Ю. Н . Алгор итмы фун кцион ир ован ия дальн омер н ого канала наземных РЛС СУП / Ю. Н. Панасюк, В.В. Луц // Межвузовская научно-техническая конференция «Военная электроника: опыт использования и проблемы подготовки специалистов». - Воронеж: ВИРЭ, - 2005.

36. Пудовкин, А.П. Перспективные методы обработки информации в р адиотехн ических системах: мон огр афия / А.П. Пудовкин , С.Н . Дан илов, Ю.Н . Панасюк. - СПб.: Экспертные решения, 2014. - 256 с.

37. Данилов С. Н., Ефремов Р. А., Кольтюков Н. А. Алгоритм сопровождения с реконфигурацией модели / С. Н. Данилов, Р.А. Ефремов, Н.А. Кольтюков // Вестник ТГТУ. - 2015. - Т. 21. № 3. - С. 418 - 423. 001: 10.17277/уев1шк. 2015.03.pp.418 -423

38. Данилов, С.Н. Алгоритм для дальномера повышенной устойчивости сопр овожден ия высокоман евр ен н ых целей с иден тификацией диспер сии формирующего шума / С. Н. Данилов, В. А. Малышев, О. В. Орехов //Радиолокация и радиометрия. - 1999. - №1.- С.93 - 98.

39. Данилов, С.Н. Радиолокационное сопровождение интенсивно маневрирующих воздушных объектов с учетом информации датчиков пространственной ориентации /С.Н. Данилов // Перспективные методы обработки информации: монография / П.Г. Горев [и др.]. - Тамбов; М.; СПб; Баку; Вена: Изд-во «Нобелистика», 2004.- Гл. 5. - С. 205-240.

40. Бухалев, В.А. Основы автоматики и теории управления: учебное пособие / В.А. Бухалев. -М.: ВВИА, - 2006. - 406 с.

41. Дан илов, С.Н . Алгор итм фун кцион ир ован ия системы угловой кор р екции н аземн ой подвижн ой ан тен н ы, син тезир ован н ый н а осн ове систем со случайным изменением структуры / С. Н. Данилов, А.П. Пудовкин, Ю.Н. Панасюк // Радиотехника. - 2013. - № 9, - С 55 - 59.

42. Иванов, А.В. Оценка влияния точности оценивания квазидальности на порог обнаружения приемных каналов спутниковых радионавигационных систем / А.В. Иванов // Радиотехника. -2003. - №5, - С.66-69.

43. Максимов, М. В. Радиоэлектронные системы самонаведения: учебное пособие / М. В. Максимов, Г. И Горгонов. - М.: Радио и связь, 1982. -304 с.

44. Антипов, В.Н. Многофункциональные радиоэлектронные комплексы истребителей: учебное пособие / В.Н. Антипов, Е.Е. Колтышев, Г.С. Кондратенков, А.Ю. Фролов, В.Т. Янковский. - М.: Воениздат, 1994. - 213 с.

45. Li, X. R. Survey of maneuvering target tracking. Part V: multiple-model methods [Текст] / X. R. Li, V. P. Jilkov // IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems. - 2005. - AES-41, № 4. - р .1255-1321.

46. Липцер, Р.Ш. Статистика случайных процессов (нелинейная фильтрация и смежные вопросы): учебное пособие / Р.Ш. Липцер , А.Н. Ширяев.

- М.: Наука, 1974. - 696 с.

47. Меркулов, В.И. Радиоэлектронные системы управления летательными аппаратами. Состояние и перспективы развития / В.И. Меркулов // Зарубежная радиоэлектроника. Успехи современной радиоэлектроники. - 1997.

- №3. - С. 35-50.

48. Бухалев, В.А. Распознавание, оценивание и управление в системах со случайной скачкообразной структурой: учебное пособие / В.А. Бухалев. - М.: Наука, Физматлит, 1996. - 288 с.

49. Guaoui, L.E., Rami M.A. Robust state-feedback stabilization ofjump linear systems via LMIs [Текст] / L.E. Guaoui, M.A. Rami // Int. J. Robust Nonlinear Contr. -1996. - Vol. 6, - p. 1015-1022.

50. Клекис, Э.А. Оптимальная фильтрация в системах со случайной структурой в дискретном времени / Э.А.Клекис // Автоматика и телемеханика. -1987. - № 11. - С.15 - 27.

51. Наимов, У. Р. Синтез канала слежения за параметрами случайного пр оцесса в условиях их скачкообр азн ого измен ен ия / У. Р . Н аимов, С. Н . Данилов, А. П. Пудовкин // Радиотехника. - 2019. - № 2. - С. 84 - 89.

52. Наимов У.Р. Алгоритм коррекции координат цели в информационно-измерительной системе радиолокационной станции на основе ин фор мации о пр остр ан ствен н ой ор иен тации / У. Р . Н аимов // Известия вузов России. Радиоэлектроника. - 2020. Т. 23. - № 2. С. 55-62.

53. Наимов У.Р., Данилов С.Н. Алгоритм функционирования информационно-измерительной системы оценки координат беспилотных летательных аппаратов / У. Р. Наимов, С. Н. Данилов // Научный вестник НГТУ.

- 2019. - № 4 (77). - С. 121-134.

54. Льюнг, Л. О Точности модели в идентификации систем / Л. Льюнг // Техническая кибернетика. -1992. -№6. - С. 55 - 63.

55. Канащенкова, А.И. Авиационные системы радиоуправления: учебноепособи / А.И. Канащенкова, В.И. Меркулов. - М.: Радиотехника, 2003. -392 с.

56. Дан илов, С.Н . Особен н ости имитации движен ия в моделях маневренных аэродинамических объектов и сценариев воздушного боя/ С.Н. Данилов // VIII Всероссийская научно-техническая конференция «Повышение эффективности методов и средств обработки информации». - Тамбов, 2006. - С. 162 - 166.

57. Селезнев, В.П. Навигационные устройства: учебное пособие / В.П. Селезнев. - М.: Машиностроение, 1974. - 600 с.

58. Автоматизир ован н ая обр аботка полетн ой ин фор мации: учебн ое пособие для вузов «Аэронавигационные приборы» / под ред. В.Н. Букова. - М.: Воениздат, 1995. - 242 с.

59. Фарина, А. Цифровая обработка радиолокационной информации. Сопровождение целей: учебное пособие / А. Фарина, Ф. Студер. - М.: Радио и связь, 1993. - 320 с.

60. Шатовкин, Р.Р. Сопровождение воздушной цели при подавлении канала измерения дальности / Р.Р. Шатовкин, С.Н. Данилов // Сборник научно-методических трудов. - Тамбов, 2004. - №17. - С. 253-259.

61. Обрезков, Г. В. Методы анализа срыва слежения: учебное пособие / Г. В. Обрезков, В. Д. Разевич. - М.: Сов. радио, 1972. - 312 с.

62. Канащенков, А.И. Сверхманевренность и бортовые радиолокационные системы / А.И. Канащенков, В.М. Корчагин, В.И. Меркулов, О.Ф. Самарин // Радиотехника. - 2002. - № 5. - С. 43 - 50.

63. Леонов, А.И. Моноимпульсная радиолокация: учебное пособие / А.И. Леонов, К.И. Фомичев. - М.: Радио и связь, 1984. - 312 с.

64. Мильграм, Ю.Г. Основы экспериментальных исследований (Техника физического эксперимента и статистические основы экспериментальных

исследований и оценок): учебное пособие / Ю.Г. Мильграм, Л.И. Слабкий. - М.: ВВИА им. Н.Е. Жуковского, 1983. - 403 с.

65. Амосов, А.А. Вычислительные методы для инженеров: учебное пособие / А.А. Амосов, Ю.А. Дубинский, Н.В. Копченова. - М.: Высшая школа, 1994. - 544 с.

66. Ван1 Брант, Л.Б. Справочник по методам радиоэлектронного подавления и помехозащите систем с радиолокационным управлением: учебное пособие / Л.Б. Ван Брант; под ред. К.И. Фомичева, Л.М. Юдина.- М.: ВВИА им. Н.Е.Жуковского, 1985. - 679 с.

67. Balchen,A J.G. Dynamic Positioning System Based on Kalman Filtering and Optimal Control [Текст] / J.G. Balchen, N.A. Jenssen, S. Saelid, E. Mathisen // Modeling, identification and control. - 1980, - Vol. 1, no.3. - p. 33.

68. Кечиев, Л.Н. Зарубежные военные стандарты в области ЭМС: учебное пособие / Л.Н. Кечиев, Н.В. Балюк. - М.: Грифон, 2014. - С. 365.

69. Красовский, А. А. Справочник по теории автоматического управления: учебное пособие / А. А. Красовский. - М.: Наука б.н., 1987. - 712 с.

70. 69Roweis, S. and Ghahramani, Z., A unifying review of linear Gaussian models [Текст] / S. Roweis, Z. Ghahramani // Neural Comput. - 1999. - Vol. 11, no. 2, - p. 305-345.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Акт о Внедрении результатов исследования

результатов диссертационной работы аспиранта ФГБОУ ВО «ТГТУ» кафедры «Радиотехника» Наимова У.Р. на тему «Информационно-измерительная система оценивания координат и параметров движения беспилотных летательных аппаратов».

Комиссия в составе: председателя комиссии - директора «Института энергетики, приборостроения и радиоэлектроники», д.т.н., профессора Чернышовой Т.И.; зав. кафедрой «Радиотехника», д.т.н., профессора Пудовкина А.П.; к.т.н., доцента кафедры «Радиотехника» Панасюк Ю.Н.; к.т.н., доцента кафедры «Радиотехника» Кольтюкова H.A. составила настоящий акт о внедрении в учебный процесс ФГБОУ ВО «ТГТУ» результатов научных исследований по теме диссертации.

Алгоритм функционирования радиолокационного канала сопровождения воздушной цели по угловым координатам повышенной точности и устойчивости сопровождения цели в условиях маневрирования воздушной цели используется в процессе обучения студентов по направлениям подготовки: 11.03.01 в дисциплине: «Основы радиолокации и радионавигации», при проведении лекционных и практических занятий на кафедре «Радиотехника» ФГБОУ ВО «ТГТУ».

АКТ О ВНЕДРЕНИИ

Кольтюков H.A.

Чернышева Т.И.

Пудовкин А.П.

Панасюк Ю.Н.