Интегрированное устройство опознования воздушной цели - RU204861U1

Чертежи

Описание

Предлагаемое техническое решение относится к технике радиолокации, радиосвязи, радионавигации и радиоуправления и может быть использовано в радиоэлектронных системах для выработки признака государственной принадлежности воздушного объекта (целей).

Известно интегрированное устройство (система) опознавания [Радиолокационные системы многофункциональных самолетов. Т1.РЛС-информационная основа боевых действий многофункциональных самолетов. Системы и алгоритмы первичной обработки радиолокационных сигналов/Под ред. А.И. Канащенкова и В.И. Меркулова. - М.: Радиотехника, 2006, с. 644-650], содержащее набор (блок) информационных каналов: канал координатно-связного опознавания; канал радиолокационного опознавания; канал на основе информации, получаемой по радиолокационным изображениям; каналы радиолокационного и оптико-электронного распознавания; канал радиотехнической разведки; канал тактического опознавания. Выход каждого из информационных каналов подключен к соответствующему входу процессора обработки данных, выход каждого является выходом устройства.

Устройство работает следующим образом. На основе поступающей информации о цели, для которой необходимо определить ее принадлежность к «своим» или «чужим» объектам, каждый информационный канал выделяет соответствующие признаки. Эти признаки поступают в процессор обработки данных, который в соответствии с реализованным в нем алгоритмом выносит окончательное решение принадлежности цели к одному из двух классов - «свой» или «чужой».

К недостаткам данного устройства можно отнести то, что не используются возможности каналов по выработке частных решений в различных алфавитах.

Известно также интегрированное устройство (система) опознавания [Жиронкин СБ., Аврамов А.В., Быстраков С.Г. Построение интегрированных систем опознавания на основе координатно-связного метода. - Зарубежная радиоэлектроника. Успехи современной радиоэлектроники, 1997, 35, с. 71-74], которое содержит пять информационных каналов (подсистем): прямого опознавания, координатно-связного опознавания, радиоэлектронного распознавания, оптико-электронного распознавания и радиотехнического распознавания, а также быстродействующую цифровую вычислительную систему (БЦВС).

Устройство работает следующим образом. На основе поступающей информации о цели, для которой необходимо определить ее принадлежность к «своим» или «чужим» объектам, каждый информационный канал в соответствии с заложенным в нем принципом формирует частное решение о принадлежности цели к определенному (классу) в своем собственном алфавите. Частные решения информационных каналов поступают в БЦВС, которая в соответствии с реализованным в ней алгоритмом выносит окончательное решение о принадлежности цели к одному из двух классов - «свой» или «чужой».

Недостатками этого устройства является ограничение информационных каналов, а также отсутствие учета достоверности вырабатываемых им частных решений, что снижает достоверность принятого на их основе общего решения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является интегрированное устройство опознавания воздушных целей (Жиронкин С.Б., Макарычев А.В. Интегрированное устройство опознавания воздушных целей. Патент RU 2452975, опубл. 10.06.2012 бюл. №16), которое и выбрано в качестве прототипа. Устройство содержит БЦВС, а также следующие N-канальные блоки: блок информационных каналов, блок сравнения, два блока вычитания, два блока ключей, блок деления, блок схем ИЛИ и блок умножения матриц.

Устройство работает следующим образом. На основе поступающей информации о цели, для которой необходимо определить ее принадлежность к «своим» или «чужим» объектам, каждый информационный канал, по критерию идеального наблюдателя, формирует частное решение о принадлежности цели к определенному типу (классу) в собственном алфавите. Информационные каналы выдают не только частные решения

но и соответствующие им апостериорные вероятности (формируют таким образом мягкие решения). Принятие общего (окончательного) решения о принадлежности наблюдаемого объекта к классу m осуществляется в БЦВС на основе мягких решений и соответствующих им вероятностей рассчитываемых с помощью соответствующих блоков по формулам

где

- вероятность принятия t-ым информационным каналом частного решения по объекту, принадлежащего классу т в алфавите общих решений;

m - номер класса объектов в алфавите общих решений

- принятое t-ым информационным каналом частное решение об отнесении объекта к типу (классу) с номером

q_t - номер типа (класса) объекта в алфавите частных решений t-го информационного канала

Q_t - количество типов (классов) объектов в алфавите частных решений t-ro информационного канала (объем алфавита);

P(q_t/m) - априорная вероятность отнесения объекта t-ым информационным каналом к типу (классу) с номером q_t при условии, что объект принадлежит классу с номером т в алфавите общих решений;

- вероятность принятия t-ым информационным каналом к типу (классу) с номером при условии, что объект принадлежит типу (классу) с номером q_t;

М - количество классов объектов в алфавите общих решений (М=2 при опознавании «свой», «чужой»);

N - количество информационных каналов.

Повышение достоверности опознавания на основе мягких решений происходит за счет того, что вероятности

находятся с учетом конкретных условий принятия частных решений в каждом информационном канале.

Оптимальное по критерию Неймана-Пирсона общее решение формируется на БЦВС на основе функции правдоподобия

и решающего правила

где отношение правдоподобия / определяется выражением

а порог выбирается по заданной вероятности неправильного опознавания «чужого» объекта (m^*=2) как «своего» (m^*=1).

Недостатком этого устройства является загруженность системы необходимостью проводить расчетное действия по определению условных и априорных вероятностей, что ведет к увеличению времени обработки информации и общего времени принятия окончательно решения о принадлежности воздушного объекта.

Задачей предлагаемого технического решения заключается в сокращении времени на принятие решения о принадлежности объекта (цели) за счет отказа от расчета вероятностей P(q_t/m) и

а для принятия окончательного решения использовать частные решения о классе объекта и соответствующие им апостериорные вероятности что предполагает упрощение схемы устройства и увеличение быстродействия системы в целом.

Цель технического решения достигается тем, что в известном устройстве, содержащем T-канальный блок информационных каналов и БЦВС, выход которой является выходом устройства, N-канальные блоки: блок сравнения, два блока вычитания, два блока ключей, блок схемы ИЛИ, блок БЦВС были заменены на следующие N-канальные блоки: два блока устройства памяти, блок сортировки мягких решений

в сторону уменьшения значений апостериорных вероятностей одноканальный блок сумматора, выход которого подключен к соответствующему входу одноканального блока принятия решения, выход которого является выходом устройства.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленное устройство отличается тем, что содержит дополнительно введенные N-канальные блоки: два блока устройства памяти, блок сортировки мягких решений

в сторону уменьшения значений апостериорных вероятностей и одноканальные блоки - сумматора и принятия решения. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию технического устройства новизна.

В заявленном техническом решении используются блоки с известной логикой работы [Радиолокационные системы многофункциональных самолетов. Т1. РЛС - информационная основа боевых действий многофункциональных самолетов. Системы и алгоритмы первичной обработки радиолокационных сигналов/ Под ред. А.И. Канащенкова и В.И. Меркулова. - М.: Радиотехника, 2006, с. 644-650; Жиронкин С.Б., Аврамов А.В., Быстраков С.Г. Построение интегрированных систем опознавания на основе координатно-связного метода. - Зарубежная радиотехника. Успехи современной радиоэлектроники, 1997, №5, с. 71-74].

Блок-схема устройства представлена на фиг. 1

Устройство содержит:

1 - блок информационных каналов (в составе Т-каналов), выходы решений которых подключены к соответствующему входу блока памяти 1.

2 - блок памяти 1, выходы которого подключены соответственно к входу блока сортировки мягких решений

в сторону уменьшения значений апостериорных вероятностей

3 - блок сортировки мягких решений

в сторону уменьшения значений апостериорных вероятностей выходы которого подключены к блоку памяти 2.

4 - блок памяти 2, выходы которого подключены к блоку сумматора значений частных решений

5 - блок «сумматора» значений частных решений

выход которого подключен к входу блока принятия решения.

6 - блок принятия решения, выход которого является выходом устройства.

Устройство работает следующим образом. Каждый из t информационных каналов блока 1 в рамках своего алфавита вырабатывает частное решение о принадлежности объекта к определенному классу в виде решения

(«свой») или («чужой») и соответствующую этому частному решению апостериорную вероятность Сформированные парные значения группируются в виде двумерной матрицы в блоке информационных каналов 1.

Например:

Далее с каждого t-го канала, сформированные парные значения

через многоканальный выход поступают в память 1 - блок 2. Содержимое памяти 1 (блок 2) в виде парных значения через многоканальный выход поступают в блок 3, где мягкие решения сортируются в сторону уменьшения значений апостериорных вероятностей

Например:

После сортировки мягких решений

в блоке 3, выбираются три из пяти частных решений которые соответствуют большим значениям апостериорных вероятностей Далее с блока 3 три выбранных значения через многоканальный выход поступают в память 2 - блок 4.

Например:

Далее из блока 4 последовательность выбранных частных решений значений

через многоканальный выход поступают в сумматор - блок 5.

Результат суммирования из блока 5 через одноканальный выход поступает в блок принятия решения 6.

Окончательное решение о принадлежности воздушного объекта производится на основе правила «простого голосования», вариантом которого является его упрощенный алгоритм [Горелик А.Л. Селекция и распознавание на основе локационной информацию. М., Радио и связь, 1990, с. 86-91]:

В соответствии с правилом «простого голосования» в нашем случае i=2. Таким образом, если

, объект попадает под определение «свой» в обратном случае i<2 - «чужой».

Предлагаемое техническое решение промышленно применимо, так как основано на известных достижениях радиоэлектронной техники и предназначено для определения государственной принадлежности воздушных объектов (целей).

Реферат

Техническое решение относится к технике радиолокации, радиосвязи, радионавигации и радиоуправления и может быть использовано в радиоэлектронных системах для выработки признака государственной принадлежности воздушных объектов (целей).Технический результат заключается в оптимизации устройства опознавания.Заявленное устройство содержит два блока памяти, блок сортировки мягких решенийв сторону уменьшения значений апостериорных вероятностейодноканальный блок сумматора и одноканальный блок принятия решения. В результате упрощения алгоритма, используя только частные решенияи соответствующие им апостериорные вероятностивремя на принятие окончательного результата опознавания воздушного объекта (цели) сокращается, что увеличивает быстродействие устройства опознавания. 3 табл, 1 ил.

Формула