Модифицированный метод инвариантного погружения при синтезе измерительных процедур оценки параметров движения маневрирующей цели

Рассмотрена задача обработки результатов радиолокационных измерений параметров движения цели в условиях возмущений вследствие манёвров летательного аппарата. Для адаптации измерительных процедур к возмущениям модифицирован метод инвариантного погружения. Применение модифицированного метода в случае линейного уравнения наблюдения приводит к широко распространённой форме дискретной измерительной процедуры, полученной в настоящей работе как частный случай модифицированных уравнений инвариантного погружения. На основе статистического моделирования цифровой обработки результатов радиолокационных измерений параметров движения маневрирующей цели рассчитаны показатели эффективности радиолокационных станций – усреднённые значения абсолютной и относительной погрешностей измерения параметров движения, коэффициента проводки и длительности разрывов трасс. По результатам анализа указанных показателей подтверждена высокая эффективность использования в информационно-измерительных системах радиолокационных станций измерительных процедур, синтезированных с применением модели ускорения в виде белого шума и модели ускорения Зингера. Повышение эффективности обусловлено включением матричного коэффициента адаптации в структуру модифицированных уравнений инвариантного погружения. Предложенные измерительные процедуры на основе модифицированного метода инвариантного погружения сравнены с калмановскими измерительными процедурами, синтезированными с применением указанных моделей ускорения. Расчёты показателей эффективности подтверждают достоверность полученных результатов, поскольку демонстрируется известный факт увеличения погрешности измерения высоты летательного аппарата моноимпульсными радиолокационными станциями вблизи поверхности. Результаты исследования будут полезны при разработке адаптивных измерительных процедур информационно-измерительных систем, функционирующих в условиях возмущений измерительных процессов, например для обзорных локаторов.

1. Костоглотов А. А., Кузнецов А. А. Синтез интеллектуальной измерительной процедуры на основе метода минимальных ошибок // Измерительная техника. 2005. № 7. С. 8–13.

2. Муха Ю. П., Акулов Л. Г., Наумов В. Ю. Биоинструментальная измерительная система в гематологических исследованиях // Нейрокомпьютеры: разработка, применение. 2013. № 6. С. 42–47.

3. Сирая Т. Н. Методы обработки данных при измерениях и метрологические модели // Измерительная техника. 2018. № 1. С. 9–14. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2018-1-9-14

4. Цветков Э. И. Основы математической метрологии. СПб.: Политехника, 2005. 510 c.

5. Хайруллин Р. З. Многошаговый алгоритм построения статистических оценок на основе байесовского подхода в измерительных задачах // Измерительная техника. 2022. № 4. С. 23–29. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2022-4-23-29

6. Сейдж Э. П., Мелса. Д. Л. Идентификация систем управления: Пер. с англ. М.: Наука, 1974. 248 с.

7. Касти Дж., Калаба Р. Методы погружения в прикладной математике: Пер. с англ. М.: Мир, 1976. 224 с.

8. Грановский В. А., Сирая Т. Н. Проблема адекватности моделей в измерениях // Датчики и системы. 2007. № 10. С. 52–62.

9. Костоглотов А. А., Агапов А. А., Пеньков А. С. и др. Метод интеллектуализации измерительных процедур на базе использования адаптивных моделей динамических процессов объединенного принципа максимума и теории регуляризации // Инженерный вестник Дона: сетевой журнал. 2019. № 5. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/N5y2019/6005 (дата обращения: 12.11.2022).

10. Бар-Шалом Я., Ли Х.-Р. Траекторная обработка. Принципы, способы и алгоритмы: Пер. с англ. М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2011. 271 с.

11. Singer R. A., Behnke K. W. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 1971, vol. AES-7, no. 1, pp. 100–110. https://doi.org/10.1109/TAES.1971.310257

12. Li X. R., Jilkov V. P. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 2003, vol. 39, no. 4, pp. 1333–1364. https://doi.org/10.1109/TAES.2003.1261132

13. Костоглотов А. А., Лазаренко С. В. Синтез адаптивных систем сопровождения на основе гипотезы о стационарности гамильтониана гиперповерхности переключения // Радиотехника и электроника. 2017. № 2. С. 123–127. https://doi.org/10.7868/S0033849417020061

14. Третьяков В. А., Куликов Г. В., Лукьянец Ю. Ф. и др. Модель оценки характеристик многочастотного радиолокационного поля при работе по различным типам целей // Журнал радиоэлектроники. 2020. № 1. С. 1–10. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2020.1.8

15. Фарина А., Студер Ф. Цифровая обработка радиолокационной информации: Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1993. 320 c.

16. Левин С. Ф. Руководство по выражению неопределённости измерения: проблемы, нереализованные возможности и ревизия. Ч. 3. Приведение к общему терминологическому знаменателю // Измерительная техника 2019. № 7. С. 14–22. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2019-7-14-22

17. Грачев А. Н., Курбатский С. А., Хомяков А. В. Алгоритм трассового сопровождения низколетящих целей в моноимпульсных радиолокационных станциях на основе сигма-точечного фильтра // Радиотехника и электроника. 2021. Т. 66. № 2. С. 155–161. https://doi.org/10.31857/S0033849421020054