Файл: Олянюк, П. В. Оптимальный прием сигналов и оценка потенциальной точности космических измерительных комплексов.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.10.2024

Просмотров: 80

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

з у л ь т а т ам однократных измерений частоты и ф а з ы невоз­ можно, а сравнительная их оценка на стадии обработки дан ­ ных без учета энергии и свойств сигнала недостаточно кор­

ректна. Единый подход

к з а д а ч е измерений, о

котором

гово­

рилось выше, представляется в данном

случае

т а к ж е доволь­

но привлекательным .

Таким образом,

потенциальная

точ­

ность представляет собой в а ж н у ю техническую характерис ­ тику измерительного комплекса, о т о б р а ж а ю щ у ю предельные

возможности комплекса как

сложной

измерительной

системы.

Р а с п о л а г а я методикой

оценки

потенциальной

точности,

можно оценивать степень совершенства измерительных комп­ лексов .различных типов, намечать пути их улучшения, опре­ делять степень совершенства применяемых методов и средств выделения сигналов на фоне помех и высказывать рекомен­ дации о путях улучшения этих методов.

Известно, что существующая теория оптимальной филь­ трации сигналов и оценки потенциальной точности радиона ­ вигационных и радиолокационных систем о к а з а л а с ь весьма плодотворной, и ее создание имело не только чисто теорети­

ческое, но и довольно большое

практическое

значение.

 

В настоящей

работе

предпринимается попытка изложе ­

ния основных вопросов теории космических

измерительных

комплексов, основанная

на последовательном

применении

методов теории

статистических

решений

и

учете

де­

терминированности траекторий

как факте,

 

составляющем

одну из основных особенностей процесса измерений. Процесс измерения параметров движения, в который включается как первичная, так и вторичная обработка сигнала, рассматри ­ вается как единый процесс, целью которого является опреде­

ление

параметров орбиты,

навигационных

или

геодезических

величин, т. е. «вторичных»

п а р а м е т р о в движения .

В свою очередь, измерительный комплекс, в состав кото­

рого

может входить большое количество

измерительных

средств, рассредоточенных в пространстве и функционирую­

щих

в течение

совпадающих

или

несовпадающих отрезков

времени

разной длительности, представляется в виде

единой

системы,

осуществляющей пространственно-временную филь­

трацию

сигналов д л я

непосредственного

определения

упо­

мянутых

ранее

«вторичных» п а р а м е т р о в

движения .

 

 

В

общем,

 

можно оказать,

что

и з л а г а е м а я

теория

 

пред­

ставляет

собой

попытку

некоторого обобщения

существую­

щей

теории

космических измерительных

комплексов

для

сигналов,

о б щ а я длительность

которых

 

соизмерима

с

дли­

тельностью

интервала

корреляции

флюктуации

определяе­

мых параметров движения . В

р а м к а х

данного

обобщения

ставится

з а д а ч а рассмотрения

процессов

первичной

и

вто-

16

ричной обработки сигналов с единых позиций теории стати­ стических решений и разработки методик оценки потенциаль­ ной точности космических измерительных комплексов раз ­

личных

типов, в том

числе и комплексов, в

состав

которых

входят

допплеровские системы

определения

космических

траекторий или навигационных

и

геодезических

параметров .

Книга состоит из

введения

и

шести глав .

 

 

 

В первой главе

описывается

основная

рабочая

модель

сигнала

— сигнал с

регулярно

 

изменяющимися

параметра ­

ми — и излагаются основные свойства полей сигналов и по­ мех, действующих (В космических радиотехнических комп­ лексах.

Вторая глава посвящена изложению методики непосред­

ственной

оценки

параметров движения по сигналу, представ­

л я ю щ е м у

собой

электромагнитное поле, действующее в за­

данной области

пространства. Здесь приводятся алгоритмы

оптимальной фильтрации сигнала с регулярно изменяющи ­ мися параметрами, который действует на фоне поля адди­

тивных случайных помех,

и исследуются

свойства

автокорре­

ляционной функции

поля

.подобного

сигнала.

 

 

В третьей главе

производится анализ точности оценива­

ния параметров д в и ж е н и я

КА

при

оптимальной

обработке

сигнала

и приводятся аналитические

в ы р а ж е н и я

д л я макси­

мальных

значений

вторых производных

автокорреляционных

функций

поля сигнала,

характеризующих

потенциальную

точность

измерений

т р и

полном

использовании

информаци ­

онных возможностей электромагнитного

поля

сигнала.

Четвертая глава посвящается анализу потенциальной точ­ ности отдельных методов измерений — фазового и импульс­

ного

дальиомерных, допплеровского

и угломерного.

Здесь

ж е приводится

пример фазовой

далы-юмерной

системы,

по

принципу

действия

близкой

к

оптимальной —

планетного

радиолокатора

А Н

С С С Р .

 

 

 

 

 

 

 

П я т а я

глава

отводится рассмотрению

потенциальной

точ­

ности

определения

различных

систем

п а р а м е т р о в движения .

Здесь

предпринята

попытка

расчленения

процесса

оценки

потенциальной точности на две независимые части: на собст­

венно процесс измерений и процесс координатных

преобра­

зований. В главе рассмотрены некоторые свойства

коорди­

натных преобразований и д а н пример

оценки потенциальной

точности дальномерного и допплеровского методов

измере­

ния параметров д в и ж е н и я КА на одном проходе

зоны ви­

димости.

З а т е м приводятся

данные

об информативности

различных

отрезков мерного

участка

траектории,

получае­

мые как следствие применения представленного в работе ме­ тода исследования .

2-1100

17

В шестом главе рассмотрены свойства матриц основ­ ных координатных преобразований, используемых при опре­

делении

параметров

орбит.

Здесь

дается методика расчета

матриц

перехода

и приводятся

формульные

соотношения

д л я

матриц

наиболее

употребительных

координатных

преобразований . Глава шестая написана инженером Миханликом В. И.

Автор считает своим приятным долгом

выразить

глубо­

кую 'признательность С. И. Бычкову

за большую помощь

в ра­

боте

« а

всех

с т а д и я х подготовки

рукописи. Автор

благода­

рит

члена-корреспондента

А Н С С С Р

А. Ф .

Б О Г О М О Л О В А ,

ко­

торый н а ш е л

возможность

ознакомиться с

рукописью

книги

и в ы с к а з а т ь

по ней р я д полезных

и

плодотворных

соображе ­

ний. П р и

разработке основных идей

'книги

автор

испытывал

поддержку и понимание со стороны Л . Т. Тучкова, Я. Я. Си-

роба>бы,

Ю. К. Ходарева

и

В. С. Шебшаевича, которым он

хотел бы

выразить

свою

'искреннюю благодарность.

Автор

сердечно

благодарит

т а к ж е

Д . А. Пономарева, В. А. Шклян -

ко и М. П. Неволько за

полезные советы, высказанные

при

рецензирований рукописи.

 

 

Г л а в а I

О С Н О В Н Ы Е О С О Б Е Н Н О С Т И С И Г Н А Л О В И П О М Е Х

ВК О С М И Ч Е С К И Х И З М Е Р И Т Е Л Ь Н Ы Х

КО М П Л Е К С А Х

1. Параметры

движения

 

 

П а р а м е т р а м и

движения называются

постоянные

величи­

ны, однозначно характеризующие закон

движения

объекта

на заданном интервале времени. Количество и физический

смысл параметров

движения

определяются

величиной сил,

обусловливающих

движение,

их характером

и инерционны­

ми свойствами объекта.

 

 

Полет самолета в атмосфере, движение к о р а б л я на море, перемещение автомобиля по земле протекают под действием

сил,

которые

кроме

регулярных составляющих

содержат

т а к ж е довольно

большие

и быстро

изменяющиеся

по вели­

чине

и направлению

составляющие

случайного

характера .

К а к

известно,

о скорости

изменения случайных

величин

•можно судить по величине интервала корреляции. Длитель ­

ность интервала корреляции флюктуации скорости наземных

и приземных

объектов оказывается небольшой, обычно она

не превышает единиц или десятков секунд.

Какими ж е

п а р а м е т р а м и .целесообразно характеризовать

движение таких объектов? Очевидно, что д л я этой цели не­ обходимо использовать значения координат и скорости, от­ носящиеся к моментам времени, отстоящим друг от друга на величину порядка длительности интервала корреляции . Д л я более точного описания движения можно привлекать и более высокие производные от координат ио времени.

Определение закона движения .приземных объектов с по­ мощью радиотехнических методов производится путем одно­

временного измерения расстояний из нескольких

наземных

пунктов либо одной дальности и углов. Измерению

подвер­

гаются т а к ж е временные производные этих величин, причем

обыкновенно ограничиваются определением только первых производных. Продолжительность измерений невелика: она

не д о л ж н а

превышать длительности интервала корреляции

параметров

движения .

Смотрите также файлы