Устройство для определения характеристик объектов по локационным измерениям

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах обработки локационных сигналов. Цель изобретения повышение точности определения характеристик объектов и увеличение помехоустойчивости в результате локации. Сущность изобретения: путем перехода в новое пространство с координатами в виде определяемых параметров и натуральных целых чисел проводят выбор из всего множества точек где, например r_i расстояние до объекта в i-м наблюдении; t расстояние до объекта в i-м наблюдении, только тех точек, которые получены в результате отражений от одних и тех же элементов объекта. По полученным точкам в новом пространстве определяют искомые характеристики объекта. Устройство состоит из блоков памяти значений r_i и t_i цифрового генератора, двух цифроаналоговых преобразователей, двух блоков умножения, сумматора, матричного счетчика выбора максимальных значений по строкам, матричного счетчика выбора максимального значения по столбцу, блока вычислений характеристик и устройства вывода информации. 1 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть применено в системах обработки локационных сигналов.

Известно устройство определения характеристик объектов по локационным измерениям. Семейство точек, полученных в процессе наблюдения за объектом (r₁, t_i)i, где, например, r_i расстояние до объекта в i-ом наблюдении; t_i соответственно временная координата i-го наблюдения, аппроксимируется некоторой функциональной зависимостью, например с помощью метода наименьших квадратов, и по параметрам функциональной зависимости получают оценки характеристик исследуемого объекта.

Указанное устройство обладает недостатком. Семейство точек (r_i, t_i, i , полученное в результате локационных наблюдений, содержит точки информацию от различных отражающих частей объекта. Если объект имеет значительные размеры то, например, r-e координаты точек, полученных от различных частей объекта, могут существенно отличаться. Точки, полученные в результате отражения от различных частей объекта, неразличимы. Традиционно вся совокупность точек наблюдения, за исключением значительно выпадающих, поступает на обработку. Полученные характеристики объекта в силу этого имеют недостаточную точность, а в ряде случаев можно получить и недостоверную информацию об искомых параметрах.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для определения характеристик объектов.

Недостаток известного устройства низкая точность определения характеристик объектов.

Цель изобретения повышение точности определения характеристик объектов и увеличение помехоустойчивости в результате обработки данных, полученных по локационным измерениям.

Цель достигается тем, что из всего семейства точек (r_i, t_i) выделяются точки наблюдения, принадлежащие одной отражающей части объекта. Это делается следующим образом. Расстояние до объекта определяется по формуле r_i= (1) где a, b, c искомые параметры.

Точность измерений r_i,t_i известна. Таким образом, стоит задача в пределах точности измерений r_i и t_i отобрать среди точек (r_i, t_i) такие, которые принадлежали бы одной отражающей части объекта. Переведем совокупность точек r_i, t_i в пространство параметров с координатами а, b, c, m, где m число точек из исходной совокупности, удовлетворяющих уравнению (1). Таким образом в новой системе координат переменными по отношению к r_i и t_i будут являться a, b, c.

В достаточно широкой области значений ri и ti уравнение (1) можно записать в виде r_iАt₂ + B| i (2), то есть в виде двух прямых. Параметры этих прямых в новом пространстве с координатами А, В, m для каждой отражающей части объекта должны удовлетворять условию (2) и в пределах погрешности измерений r_i и t_i представляться одной точкой.

Возьмем одну точку (r₁, t₁) и будем менять значения параметров А, В таким образом, чтобы все время выполнялось уравнение (2). В результате в пространстве параметров мы получим прямую линию. В то же время это будет равносильно тому, что в системе координат r, t мы проведем через точку (r₁, t₁) множество прямых с различными значениями параметров А, В. Для всей совокупности точек (r_i, t_i), i в пространстве параметров мы получим некоторую поверхность. Причем в пространстве с координатами А, В, m будут выделяться точки с большими значениями m. Координаты А*, В* этих максимумов соответствуют значениям параметров прямых, проходящих через наибольшее число точек из исходного семейства.

Для прямой линии практичнее использовать ее нормальное уравнение r_icos + + t_isin p 0, где р расстояние от прямой до начала системы координат (0, 0); угол, образованный нормалью к прямой с осью абсцисс (t). В этом случае нет необходимости решать систему уравнений (2), а достаточно задать шаг по и по Р, выбрать V₁ значений и V₂ значений Р. Для каждой точки (r_i, t_i), задавая значения _к, вычислить P_l. Затем посчитать число точек, которое попадает в интервал (_к, P_l), К l Те значения (_к, P_l) которые набрали достаточное число точек, превышающих фон, и будут определять нужные нам прямые линии. Далее проводится обработка информации для получения характеристик объекта.

Приближенные значения _к и P_l могут быть получены традиционными методами, то есть реально рассматривается небольшой диапазон значений и Р. Естественно, что шумы при таком отборе отсекаются.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит блок 1 памяти значений r_i, блок 2 памяти значений t_i, цифровой генератор 3 значений _к, цифроаналоговый преобразователь 4 значений _к в sin _к цифроаналоговый преобразователь 5 значений _к в cos _к, блоки 6, 7 умножения сумматор 8, матричный счетчик 9 выбора максимального значения по строкам, матричный счетчик 10 выбора максимального значения по столбцу, блок 11 вычислений характеристик, устройство 12 вывода информации.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы с цифрового генератора 3 поступают на блоки 1, 2 памяти исходной информации, на преобразователи 4, 5 и на один из входов матричного счетчика 9. По каждому импульсу генератора 3 из блоков 1, 2 памяти последовательно поступают значения r_i и t_i, соответственно r_i на блок 7 умножения и t_i на блок 6 умножения. Сигналы sin _к и cos _к с преобразователей 4, 5 поступают на другие входы блоков 6, 7 умножения. С блоков 6, 7 умножения сигналы подаются на сумматор 8. С сумматора сигналы поступают на другой вход матричного счетчика 9. По каждому импульсу с цифрового генератора 3 в матричный счетчик 9 записывается столбец значений P_l. При этом размер матрицы определяется шагом дискретизации по и Р. С выхода счетчика 9 сигналы попадают на матричный счетчик 10 выбора максимального значения по столбцу, с выхода которого сигнал поступает на блок 11 вычислений характеристик и далее на устройство 12 вывода информации.

Все блоки и устройства, приведенные на чертеже, являются типовыми.

Технико-экономический эффект от использования изобретения определяется повышением точности определяемых параметров и защитой от шумов.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ОБЪЕКТОВ ПО ЛОКАЦИОННЫМ ИЗМЕРЕНИЯМ, состоящее из двух блоков памяти исходной информации, сумматора, блока вычисления характеристик, выход которого подключен к входу устройства вывода информации, отличающееся тем, что в него дополнительно введены два цифроаналоговых преобразователя, цифровой генератор, два блока умножения, матричный счетчик выбора максимального значения по строкам и матричный счетчик выбора максимального значения по столбцу, при этом входы блоков памяти исходной информации, входы цифроаналоговых преобразователей и один из входов матричного счетчика выбора максимального значения по строкам соединены с выходом цифрового генератора, выходы блоков памяти соединены с входами блоков умножения, другие входы блоков умножения подключены к выходам цифроаналоговых преобразователей, выходы блоков умножения соединены с входами сумматора, выход которого подключен к другому входу матричного счетчика выбора максимального значения по строкам, его выход соединен с входом матричного счетчика выбора максимального значения по столбцу, выход которого подключен к входу блока вычислений характеристик, который соединен с устройством вывода информации.

РИСУНКИ

Рисунок 1