Хмарский Петр Александрович – кандидат технических наук, доцент, ведущий научный сотрудник
ул. Академическая, 16, 220072, Минск
Petr A. Khmarski – Ph. D. (Engineering), Associate Professor, Leading Researcher
16, Akademicheskaya Str., 220072, Minsk
Артемьев Валентин Михайлович – член-корреспондент Национальной академии наук Беларуси, доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник
ул. Академическая, 16, 220072, Минск
Valentin M. Artemiev – Corresponding Member of the National Academy of Sciences of Belarus, Dr. Sc. (Engineering), Professor, Chief Researcher
16, Akademicheskaya Str., 220072, Minsk
Наумов Александр Олегович – кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией
ул. Академическая, 16, 220072, Минск
Alexander O. Naumov – Ph. D. (Physics and Mathematics), Head of the Laboratory
16, Akademicheskaya Str., 220072, Minsk
Цуприк Сергей Викторович – кандидат технических наук, доцент
пр. Независимости, 220, 220057, Минск
Sergey V. Tsuprik – Ph. D. (Engineering), Associate Professor
220, Nezavisimosti Ave., 220057, Minsk
Мухаммедов Бобомурод Мухаммадкаримович – начальник научно-исследовательской лаборатории
ул. Джай хун, 54, 180117, Карши
Bobomurod M. Muxammedov – Head of the Research Laboratory
54, Jayhun Str., 180117, Qarshi
Жураев Даврон Аслонкулович – кандидат физико-математических наук, доцент, ведущий научный сотрудник
ул. Джай хун, 54, 180117, Карши
Davron A. Juraev – Ph. D. (Physics and Mathematics), Associate Professor, Leading Researcher
54, Jayhun Str., 180117, Qarshi
Рассматривается задача снижения погрешности фильтрации полного вектора скорости в многофункциональном радиолокаторе с высоким темпом выдачи данных, при котором объект за один период обновления смещается на величину, сопоставимую с разовой погрешностью измерения координат. В этих условиях оценки курса и скорости, получаемые дифференцированием зашумленных координат, колеблются от такта к такту, тогда как радиальная скорость, измеряемая доплеровским способом существенно точнее, остается устойчивой. Предложен метод коррекции результата фильтрации полного вектора скорости по независимо отфильтрованной оценке радиальной скорости: вектор скорости проецируется на ограничение, задаваемое радиальной скоростью, с весами по дисперсии фильтра координат, курс согласуется с независимой геометрической оценкой по треку, результат инерционно сглаживается. Метод не изменяет оценку координат. Работоспособность метода проверена методом Монте-Карло (2000 реализаций на сценарий) на трех типовых сценариях движения (вертолет, самолет, баллистический объект). Для маневрирующих объектов коррекция снижает среднеквадратическую погрешность (СКП) измерения курса в 2,1 раза и СКП измерения модуля горизонтальной скорости в 1,8–2,9 раза; для баллистического объекта выигрыша по курсу нет (он и без коррекции точен), но СКП измерения модуля горизонтальной скорости снижается в 1,6 раза за счет остаточного рассогласования модели постоянного ускорения с истинным, непостоянным по модулю торможением. Условие применимости метода, связанное с геометрической чувствительностью радиальной скорости к изменению модуля скорости, рассмотрено отдельно, наряду с чувствительностью выигрыша к периоду обновления, геометрии наблюдения, точности измерения радиальной скорости и интенсивности маневра.
The paper addresses the problem of improving the accuracy of the course and horizontal speed magnitude estimates produced by coordinate filtering in a multifunction radar operating in continuous-tracking mode with a high data-output rate, where the per-update object displacement is comparable to the single-measurement coordinate error. Under these conditions, the course and speed estimates obtained by differentiating noisy coordinates fluctuate from scan to scan, whereas the radial velocity (range rate), measured directly by the Doppler method, remains stable. A method is proposed for correcting the filtered full velocity vector estimate using an independently filtered radial-velocity estimate: the velocity vector is projected onto the constraint imposed by the radial velocity, with weights given by the variances of the coordinate filter; the course is reconciled with an independent geometric estimate from the track; the result is smoothed with inertia. The method does not change the coordinate estimate. Monte Carlo simulation (2000 runs per scenario) on three typical scenarios – helicopter, airplane, ballistic object – shows that the method reduces the course RMSE by a factor of 2.1 and the horizontal-speed-magnitude RMSE by a factor of 1.8–2.9 for the maneuvering objects; for the ballistic object it gives no benefit in course, which is already accurate, but reduces the speed-magnitude RMSE by a factor of 1.6 owing to a residual mismatch between the constant-acceleration coordinate filter and the true, non-constant deceleration. The method’s applicability condition and the gain’s sensitivity to update period, observation geometry, measurement accuracy, and maneuver intensity are examined separately.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.