Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Монография_Lyutikov edition.doc
Скачиваний:
542
Добавлен:
07.11.2018
Размер:
30.46 Mб
Скачать

3.2.2. Влияние параметров зондирующих сигналов на точность измерения координат целей

Точность измерения координат целей является одной из важнейших характеристик РЛС, определяющих её возможности при решении задач целеуказания активным родам войск ПВО и ВВС и наведения истребителей.

Ошибка измерения представляет собой разность между истинным и измеренным значениями параметра :,

где - измеренное значение (оценка) параметра.

Ошибки измерений делятся на грубые промахи, систематические и случайные ошибки. Грубые и систематические ошибки в принципе можно устранить. Случайные ошибки можно минимизировать, но полностью устранить невозможно. Они обусловлены наличием помех на входе приемного устройства, его собственными шумами, флюктуациями сигнала, несовершенством выполнения и нестабильностями в элементах и устройствах РЛС.

Качественными показателями точности измерения координат целей, наиболее широко использующимися на практике, являются:

средняя квадратическая ошибка измерений ;

срединная (вероятная) ошибка ;

ошибка в 80% измерений ;

максимальная ошибка .

Средняя квадратическая ошибка при произвольном законе распределения плотности вероятности определяется из соотношения

при (3.6)

Условие означает, что систематическая ошибка отсутствует, закон распределения ошибок в силу влияния множества факторов, обычно принимается нормальным .

В этом случае средняя квадратическая ошибка пологостью характеризует другие виды ошибок. Вероятность того, что ошибка не превышает значения , равна

,

где - гауссовский интеграл ошибок;

- табулированная функция (например, И.Н.Броншейн, К.А.Семендяев «Справочник по математике для инженеров и учащихся ВТУЗов» таблица 1.1.2.6.2).

Количественное значение вероятности равно для:

срединной ошибки ;

средней квадратической ошибки ;

ошибки в 80% измерений ;

максимальной ошибки ;

Можно показать, что связь между ошибками определяется следующими соотношениями: ; ; .

При цифровой обработке радиолокационные сигналы подвергаются дискретизации по времени и амплитуде, что приводит к дополнительным ошибкам измерения координат. Закон распределения ошибок дискретизации – равновероятный, т.е. плотность распределения вероятности ошибки , где - шаг или интервал дискретизации.

В соответствии с (3.6) средняя квадратическая ошибка дискретизации

.

Откуда

. (3.7)

В общем случае средняя квадратическая измерения независимой координаты (дальности, азимута или угла места) определяется соотношением:

, (3.8)

где - потенциальная ошибка измерения координаты;

- ошибка, обусловленная особенностями распространения радиоволн в атмосфере;

- инструментальная ошибка, обусловленная неидеальностью работы элементов и узлов РЛС, а так же способом измерения;

- динамическая ошибка, обусловленная изменением местоположения цели за время измерения.

3.2.2.1. Ошибки измерения дальности

Потенциальная ошибка измерения характеризует предельно достижимую точность и определяется отношением сигнал/шум и шириной спектра зондирующего сигнала

,

где - эффективная ширина спектра зондирующего сигнала; (для радиоимпульса с колокольной огибающей . - ширина спектра сигнала на уровне 0,46);

- отношение сигнал/шум на выходе оптимального фильтра (или на входе измерительного устройства)

- скорость света.

Для повышения потенциальной точности измерения дальности до цели необходимо, как и для увеличения дальности действия РЛС, увеличивать энергию принимаемого сигнала и снижать спектральную плотность мощности шума приемника.

Кроме того, для повышения потенциальной точности измерения дальности до цели (уменьшения ) необходимо увеличивать ширину спектра зондирующего сигнала, что в случае простых радиоимпульсов требует из укорочения, а, следовательно, приводит к снижению энергии сигнала. Таким образом, при использовании простых радиоимпульсов возникает противоречие, разрешить которое оказывается возможным применением сложномодулированных сигналов.

На практике потенциальная ошибка измерения дальности в РЛС обнаружения даже при использовании сравнительно узкополосных сигналов не превышает, как правило, значений и составляет незначительную часть (10…15%) от общей ошибки измерения дальности при визуальном съеме информации. При автоматическом измерении координат целей * может вносить существенный вклад в общую ошибку измерения.

Остальные составляющие ошибки измерения дальности из выражения (3.8) от структуры зондирующего сигнала прямо не зависит, поэтому в данной главе подробно не рассматривается.