Математическая морфология.
Электронный математический и
медико-биологический журнал. - Т. 10. -
Вып. 2. - 2011. - URL:
http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/TITL.HTM
http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/N-30-html/TITL-30.htm
http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/N-30-html/cont.htm
УДК
621.391
АНАЛИЗ ВОЗМОЖНЫХ ПОДХОДОВ К РАЗРАБОТКЕ МЕТОДИКИ ПОЛИГОННЫХ ИСПЫТАНИЙ СИСТЕМ РАСПОЗНАВАНИЯ РЛС
РАЗВЕДКИ
Ó
2011 г. Илларионов Е. А.
Статья
излагает взгляды автора на разработку методики полигонных испытаний систем
распознавания РЛС разведки, реализующих двухполосный и двухчастотный методы
оценки геометрических размеров воздушных целей.
Ключевые слова: система распозновагия,
двухполосный метод.
Двухчастотный и двухполосный
методы распознавания классов целей, отличающихся геометрическими размерами, намечены
к реализации в большинстве перспективных РЛС разведки. Это настоятельно требует
формирования априорных описаний признаков, применительно к характеристикам
перспективных РЛС разведки и типам существующих и перспективных средств
воздушного нападения (СВН) вероятного противника. Методика формирования
априорных описаний признаков тесно связана с методикой полигонных испытаний
систем распознавания РЛС разведки, распознающие автоматы которых, используют
двухчастотный и двухполосный методы классификации целей, отличающихся
радиальными размерами.
В соответствии с [1]
полигонными испытаниями называют испытания объекта, проводимые на испытательном
полигоне.
Применительно к опытным
образцам вооружения, полигонные испытания подразделяются на предварительные и
государственные [2].
Предварительные (отладочные)
испытания организовываются Генеральным (Главным) конструктором с целью проверки
готовности опытного образца к государственным испытаниям. Они проводятся на
государственном полигоне или испытательном полигоне предприятия-разработчика
(изготовителя).
Государственные испытания
образца вооружения проводятся с целью проверки его соответствия предъявленным
тактико-техническим требованиям для решения вопросов принятия на вооружение,
организации серийного производства и т. д. Государственные испытания организовываются
заказчиком образца вооружения и проводятся на государственных полигонах.
Для определения соответствия
характеристик образца вооружения тактико-техническим требованиям могут быть
использованы: метод натурных испытаний; метод определения характеристик
пересчётом от характеристик эталонной цели; метод использования комплексных математических
моделей (расчётный метод); а также смешанный метод, включающий все вышеперечисленные
методы [3].
Метод натурных испытаний (для
определения разведывательных характеристик РЛС – лётных испытаний) в наибольшей
степени соответствует возможностям учёта комплекса факторов, влияющих на
результат испытаний. Недостатками данного метода являются – большие материальные
и временные затраты.
Метод определения
характеристик пересчётом от характеристик эталонной цели, при испытаниях РЛС,
может применяться для сокращения объёма лётных испытаний, например, для определения
энергетических характеристик РЛС с помощью эталонных отражателей (сфера, линза
Люннеберга, уголковые отражатели и т. д.).
Метод математического
моделирования (расчётный метод) ‑ предполагает возможность расчёта
тактических характеристик РЛС. Применительно к задачам ‑ обнаружения,
завязки трасс, разрешения и измерения координат методы математического
моделирования характеристик РЛС достаточно хорошо развиты [4], поэтому современные
методики полигонных испытаний РЛС являются смешанными, предполагающими
сочетание метода математического моделирования с методом натурных испытаний
(расчётно-экспериментальный метод). В этой связи обращает на себя внимание сложившаяся
формальная структура методики полигонных испытаний [2], которая подразумевая
применение расчётно-облётного метода, включает в себя пять составляющих:
1. Объект испытания.
2. Цель испытания.
3. Оцениваемые показатели и
расчётные соотношения.
4. Условия, режимы и порядок
проведения испытаний.
5. Обработку, анализ и
оценку результатов испытаний.
Третий пункт методики
(оцениваемые показатели и расчётные соотношения) предполагает, что потребные
характеристики рассчитываются во всей зоне обнаружения РЛС, а затем в контрольных
точках проверяются натурными (лётными) испытаниями. Привлекаемые к лётным
испытаниям средства, порядок их использования описываются в четвёртом пункте
методики.
Для получения методики
полигонных испытаний распознающих автоматов РЛС разведки, реализующих
двухполосный и двухчастотный методы (ДПМ и ДЧМ) оценки геометрических размеров
воздушных целей формальные пункты методики можно представить в следующем виде:
1. Объект испытаний –
система распознавания классов СВН, использующая двухполосный или двухчастотный
методы.
2. Цель испытания –
подтверждение заданных тактических характеристик системы распознавания по
классификации целей, отличающихся геометрическими размерами (хотя требования к
тактическим характеристикам системы распознавания ещё нужно выработать).
3. Оцениваемые показатели и
расчётные соотношения ‑ заданный алфавит классов целей, вероятностные
характеристики правильного и ложного отнесения наблюдаемой при полигонных
испытаниях цели к одному из заранее заданных классов, кроме того, время
распознавания и дальность распознавания (зона распознавания). Какие расчётные
соотношения необходимо использовать в методике? Неизвестно. Этот вопрос не исследовался.
4. Режимы и порядок
проведения испытаний. Вопрос не исследовался.
5. Обработка, анализ и
оценка результатов испытаний. Вопрос подлежит изучению.
Отсутствие сведений по
перечисленным выше вопросам типовой структуры методики испытаний не
удивительно. В процессе разработки методик полигонных испытаний РЛС разведки
ставились и достигались следующие цели [3]:
определение зоны обнаружения
и опознавания по различным типам целей;
оценка точности и
разрешающей способности по угловым координатам и дальности;
оценка качества работы
систем первичной и вторичной обработки радиолокационной информации;
оценка помехоустойчивости
РЛС и качества работы систем целеуказания.
Естественно, что
применительно к системам распознавания классов воздушных целей, отличающихся геометрическими
размерами, с использованием двухполосного или двухчастотного методов, методики
полигонных испытаний не только не разрабатывались, но такая задача ранее даже
не ставилась.
Начиная работу по
составлению методики полигонных испытаний систем распознавания РЛС разведки,
использующих ДПМ и ДЧМ обратимся к определениям «методики испытаний». В ГОСТ
16504-81 [1] приводится следующее определение: «Методика испытаний – организационно-методический
документ, включающий метод испытания, средства и условия испытаний, отбор проб,
алгоритм выполнения операций по определению одной или нескольких взаимосвязанных
характеристик свойств объекта, формы представления данных и оценивания точности
и достоверности результатов». В [2] дано несколько иное определение: «Методика
проведения испытаний – это научно и технически обоснованная совокупность форм,
способов, приёмов, процедур, применяемых в логической последовательности для
решения задач оценки ТТХ образца вооружения и соответствия их соответствующим
требованиям».
Для решения задачи
распознавания необходимо измерить значение признака распознавания и, сравнивая
его с априорными описаниями признака, содержащимися в памяти распознающего
автомата, определить вероятности правильного и ложного отнесения наблюдаемого
объекта к одному из заранее назначенных классов. Время, затрачиваемое на
получение измеренных значений признака, определяет временные характеристики, а
дальность, на которой производится распознавание – пространственные возможности
испытываемого метода распознавания.
Таким образом, в ходе
полигонных испытаний систем распознавания оценке подлежат показатели качества
распознавания (вероятности правильного и ошибочного распознавания цели,
относящейся к одному из заранее установленных классов), время на распознавание
и дальность распознавания цели.
Исследованию временных и
пространственных характеристик ДПМ и ДЧМ посвящены множество работ, результаты
которых позволяют сформировать методики их измерений. Вероятностные
характеристики распознавания невозможно получить предварительно, не решив задачу
‑ описания априорных описаний признаков, подлежащих распознаванию классов
целей. Задача получения априорных описаний признаков распознавания является одной
из важнейших среди шести задач, определяющих возможности классификации
наблюдаемых радиолокационных целей: выбор алфавита; обоснование признакового пространства;
выбор правила принятия решений; получение априорных описаний признаков; тиражирование
и хранение априорных описаний признака; оценка эффективности систем
распознавания, использующих такие системы. В перспективных РЛС уже закладываются
траекторные (высотно-скоростные) и сигнальные (мощностные) признаки. Априорные
описания этих признаков формируют, используя справочные данные по
летно-техническим и отражательным характеристикам распознаваемых летательных
аппаратов. Данные признаки не требуют изменения принципов построения обычных
координатных РЛС, но возможности их ограничены.
По признакам распознавания
целей, содержащихся в тонкой структуре рассеянного сигнала (радиолокационные и
доплеровские портреты целей, признаки ДПМ и ДЧМ) следует иметь в виду не только
необходимость изменения принципов построения РЛС в интересах возможности
измерения этих признаков, но и возможности по созданию банка данных априорных
описаний этих признаков. Поэтому центральной задачей разработки методики полигонных
испытаний ДПМ и ДЧМ является возможность получения банка априорных описаний
признаков распознавания.
Если распределения признаков
ДПМ и ДЧМ, помещаемые в память распознающих автоматов в качестве банка данных,
каким-то образом удалось получить, то методика полигонных испытаний сводится,
по сути, к подтверждению адекватности их реальным условиям. Следовательно,
испытания распознающих систем РЛС разведки, использующих ДПМ и ДЧМ, может
производиться расчётно-экспериментальным методом, при котором априорные
описания признаков ДПМ и ДЧМ получают путём математического моделирования
(расчётным методом), а оценка адекватности полученных распределений и получаемых
с их помощью вероятностных характеристик распознавания, подтверждается натурными
(лётными) экспериментами в ходе полигонных испытаний.
1. Испытания и контроль
качества продукции. Основные термины и определения: ГОСТ 16504 – 81. – Госстандарт СССР, 1981. С. 5.
2. Методические вопросы испытания вооружения и
военной техники в ПВО СВ. В/ч 34020, 1991. С. 18-27.
3. Гарбуз Г. Г. Разработка методики безоблетного
определения характеристик радиолокационных обнаружителей и использование её при
полигонных испытаниях. В/ч 34020, 1989. 169 с.
4. Васин В. В., Степанов Б. М. Справочник – задачник
по радиолокации. М., Сов. радио, 1977. 465 с.
THE ANALYSIS OF POSSIBLE
APPROACHES TO WORKING OUT TECHNIQUES ПОЛИГОННЫХ OF TESTS OF SYSTEMS
RECOGNITION OF INVESTIGATION
Illarionov E. A.
Article states opinions of the author at technique working out полигонных tests of systems of recognition radar station of the investigation,
realizing two-way and two-frequency methods of an estimation of the geometrical
sizes of air targets.
Key words: two-way method.
Академия войсковой ПВО Вооруженных Сил РФ
им. Маршала Советского
Союза А. М. Василевского, г. Смоленск
Поступила в редакцию 30.03.11.