Анализ точности алгоритмов фильтрации пространсвенных координат маневрирующей воздушной цели

УДК 621.396.969.34(043.2)

, аспирант

Санкт-Петербургский государственный университет

аэрокосмического приборостроения, Санкт-Петербург

АНАЛИЗ ТОЧНОСТИ АЛГОРИТМОВ ФИЛЬТРАЦИИ ПРОСТРАНСВЕННЫХ КООРДИНАТ МАНЕВРИРУЮЩЕЙ

ВОЗДУШНОЙ ЦЕЛИ

В современных условиях наблюдения за окружающей воздушной обстановкой особое значение приобретает владение оперативной, достоверной, полной и точной информацией о целях, доведение этой информации до всех заинтересованных служб в масштабе реального времени. Система вторичной обработки радиолокационной информации (РЛИ) должна обеспечивать оператора и последующие системы обработки информацией о текущих и прогнозируемых координатах целей и параметрах их движения. Повышение точности сопровождения непосредственно связанно с применением алгоритмов обработки РЛИ, и учитывая сложность решения задачи радиолокационного сопровождения, сделать выбор в пользу того или иного алгоритма сопровождения довольно непросто. В работе на основе результатов имитационного моделирования процесса автоматического сопровождения проведена оценка точности следующих алгоритмов фильтрации: фильтр Калмана (ФК1) с моделью равномерного прямолинейного движения; расширенный ФК (РФК2) и unscented Kalman filter (UKF2) с моделью равноускоренного движения; интерактивный многомодельный (ИММ) ФК, ИММ РФК и ИММ UKF с моделями равномерного прямолинейного и кругового движения.

Для исследований были выбраны следующие параметры радиолокационного измерителя: СКО определения дальности – 100 м, азимута – 0.2 градуса; период обзора – 4 с. Траектория состоит из последовательности участков РПД, РКД (для трех значений интенсивности поворота, соответствующие перегрузки – 4g, 6g, 8g), РПД. Линейная скорость цели на всех участках составила 250 м/c.

В таблицу сведены СКО оценки параметров каждой траектории по всей ее длине для ста реализаций сеанса имитации траекторных измерений, жирным шрифтом отмечен фильтр с наименьшей ошибкой сопровождения.

СКО траектории
4g	6g	8g
Д, м	Аз, ˚	Д, м	Аз, ˚	Д, м	0.056
ФК1	37.5	0.062	40.0	0.067	37.6	0.038
РФК2	14.3	0.035	18.5	0.049	14.9	0.038
UKF2	15.6	0.038	20.0	0.052	14.2	0.051
ИММ ФК	15.6	0.041	27.1	0.065	31.4	0.031
ИММ РФК	8.0	0.029	12.0	0.037	6.1	0.029
ИММ UKF	8.8	0.027	12.2	0.032	6.2	0.056

На основе подобного, параметризованного анализа конкретных траекторий можно составить базу табличных данных. Базу, состоящую из набора пар: фильтр ↔ параметры траектории. С помощью базы данных и информации о предполагаемых траекториях и маневрах объекта наблюдения можно управлять выбором оптимального в смысле наименьшей СКО оценки координат алгоритма фильтрации в системе траекторной обработки, имеющей в своем составе рассмотренные фильтры.