RU2558674C1 - Method for automated detection of compact groups of interacting aerial objects - Google Patents
Method for automated detection of compact groups of interacting aerial objects Download PDFInfo
- Publication number
- RU2558674C1 RU2558674C1 RU2014108070/07A RU2014108070A RU2558674C1 RU 2558674 C1 RU2558674 C1 RU 2558674C1 RU 2014108070/07 A RU2014108070/07 A RU 2014108070/07A RU 2014108070 A RU2014108070 A RU 2014108070A RU 2558674 C1 RU2558674 C1 RU 2558674C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- groups
- reliable
- group
- current
- interaction
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для радиолокационного сопровождения воздушных объектов (ВО).The invention relates to radar and can be used for radar tracking of air objects (IN).
В настоящее время радиолокационные системы (РЛС) являются основным средством обнаружения и сопровождения ВО. Все современные РЛС имеют ограниченную пропускную способность. В связи с этим в случаях массированного применения ВО, характерного для военных конфликтов последних десятилетий, количество обнаруженных ВО может превысить указанное ограничение, в результате чего РЛС не сможет в полной мере обеспечить решение поставленной перед ней задачи. Это явление известно под названием «эффекта роя» [1].Currently, radar systems (radar) are the main means of detection and tracking of HE. All modern radars have limited bandwidth. In this regard, in cases of massive use of HE, characteristic of military conflicts of recent decades, the number of HE found can exceed the specified limit, as a result of which the radar will not be able to fully provide a solution to its task. This phenomenon is known as the “swarm effect” [1].
Современные способы применения авиации предусматривают широкое использование групповых действий ВО, в том числе в составе групп с малым расстоянием между объектами. В связи с этим возникает необходимость выявления таких групп ВО в процессе анализа воздушной обстановки. Кроме того, сопровождение одиночных объектов в составе таких групп, выполняемое в современных РЛС с помощью стробов отождествления, существенно осложняется из-за многократного пересечения стробов [2].Modern methods of using aviation provide for the widespread use of group actions of HE, including as part of groups with a small distance between objects. In this regard, it becomes necessary to identify such HE groups in the process of analyzing the air situation. In addition, tracking of single objects in such groups, performed in modern radars using identification gates, is significantly complicated due to the multiple intersection of gates [2].
Эти проблемы могут быть преодолены путем обобщения (укрупнения) обрабатываемой и отображаемой информации о воздушной обстановке. Обобщение информации может заключаться в выявлении компактных групп (группировании) ВО, решающих общую задачу в ходе боевых действий. Выявленная группа взаимодействующих ВО может сопровождаться и отображаться как одна цель, а не как несколько целей, что позволит снизить нагрузку на РЛС и ее операторов [3].These problems can be overcome by summarizing (enlarging) the processed and displayed information about the air situation. The generalization of information may consist in identifying compact groups (groupings) of military personnel that solve the general problem during the course of hostilities. The identified group of interacting HE can be accompanied and displayed as one goal, and not as several goals, which will reduce the load on the radar and its operators [3].
В настоящее время группирование взаимодействующих ВО как правило выполняется вручную оператором РЛС [3], что создает для него дополнительную нагрузку.Currently, the grouping of interacting HEs is usually performed manually by the radar operator [3], which creates an additional load for it.
Таким образом, задача автоматизации выявления компактных групп взаимодействующих ВО является весьма актуальной.Thus, the task of automating the identification of compact groups of interacting HEs is very urgent.
Известные в настоящее время способы автоматизированного группирования ВО предназначены для достижения следующих целей:Currently known methods of automated grouping of HE are designed to achieve the following goals:
- сокращения объема информации, отображаемой для лиц, принимающих решения (ЛПР);- reducing the amount of information displayed to decision makers (DM);
- облегчения определения состава группировки и выявления замысла удара средств воздушного нападения;- facilitating the determination of the composition of the group and the identification of the intent of the air strike;
- сокращения объема информации, обрабатываемой вычислительными средствами и передаваемой по канала передачи данных.- reducing the amount of information processed by computing and transmitted over the data channel.
Группирование как правило осуществляется с использованием следующих признаков взаимодействия ВО в составе группы [4, 5]:Grouping is usually carried out using the following signs of the interaction of HE in the group [4, 5]:
- относительно малого расстояния между объектами в пространстве, обеспечивающего возможность визуального или радиолокационного контакта между ними;- a relatively small distance between objects in space, providing the possibility of visual or radar contact between them;
- совпадения курсов и скоростей объектов в группе.- coincidence of courses and speeds of objects in the group.
Таким образом, для группирования могут использоваться такие координаты состояния (КС) ВО, как дальности до ВО, их азимуты, углы места, радиальные скорости, прямоугольные координаты, модули скоростей и курсы. Выделяют группирование на основе первичной радиолокационной информации (РЛИ), включающей в себя наклонные дальности, азимуты, углы места и радиальные скорости ВО [3]. Группирование ВО и формирование трасс групповых объектов непосредственно по данным первичной РЛИ позволяет решить следующие задачи:Thus, for grouping, such coordinates of the state (CS) of HE can be used, such as ranges to HE, their azimuths, elevation angles, radial velocities, rectangular coordinates, velocity modules, and courses. Grouping is distinguished on the basis of primary radar information (RLI), which includes oblique ranges, azimuths, elevation angles and radial velocities of HE [3]. Grouping HE and the formation of traces of group objects directly according to the primary radar data allows to solve the following problems:
- предварительного анализа воздушной обстановки;- preliminary analysis of the air situation;
- исключения трудоемкой операции селекции отметок отдельных ВО, выполняющих полет в составе группы с малым расстоянием между объектами, полученных на разных обзорах воздушного пространства РЛС, необходимой для индивидуального сопровождения ВО.- elimination of the time-consuming operation of selecting marks of individual HEs performing flight as part of a group with a small distance between objects obtained on different surveys of radar airspace necessary for individual tracking of HE.
Известны различные подходы к автоматизации группирования ВО. В [4] предлагается производить группирование так, чтобы обеспечить минимум отношения rср/Rср, где rср - среднее расстояние между объектами в группе, Rcp - среднее расстояние между группами в пространстве, включающем координаты объектов, их курсы, скорости, а также признаки государственной принадлежности и т.п. Автоматическое решение данной задачи основывается на упорядоченном переборе вариантов разбиения множества наблюдаемых ВО на группы и поиске варианта, обеспечивающего минимум rср/Rср. Основным недостатком этого подхода является необходимость многократного порождения вариантов разбиения множества ВО на группы.There are various approaches to automating the grouping of HE. In [4], it is proposed to group them in such a way as to ensure a minimum of the ratio r sr / R sr , where r sr is the average distance between the objects in the group, R cp is the average distance between the groups in the space, including the coordinates of the objects, their courses, speeds, and also signs of nationality, etc. The automatic solution to this problem is based on an orderly enumeration of options for dividing the set of observed VOs into groups and finding an option that provides a minimum of r cp / R cf. The main disadvantage of this approach is the need for multiple generation of options for splitting the set of VO into groups.
Более простой с точки зрения реализации способ группирования предложен в [5]. Согласно этому способу множество обнаруженных ВО представляется в виде графа их взаимодействия. Вершины этого графа соответствуют наблюдаемым ВО, а ребра отражают возможность взаимодействия между парой ВО. Связные компоненты данного графа [6] представляют собой группы взаимодействующих ВО. При этом можно выделить два вида взаимодействия в составе группы:A simpler method of grouping from the point of view of implementation was proposed in [5]. According to this method, the set of detected VOs is represented as a graph of their interaction. The vertices of this graph correspond to the observed VO, and the edges reflect the possibility of interaction between a pair of VO. The connected components of this graph [6] are groups of interacting VOs. In this case, two types of interaction in the group can be distinguished:
- непосредственное взаимодействие, когда пара ВО связана ребром в графе взаимодействия;- direct interaction when the VO pair is connected by an edge in the interaction graph;
- опосредованное взаимодействие, когда между парой ВО существует не менее одного пути в графе взаимодействия и все пути между содержат более одного ребра.- indirect interaction, when between a pair of HE there are at least one path in the interaction graph and all paths between contain more than one edge.
Условие непосредственного взаимодействия пары ВО формально выражается следующим образом. Пусть для ВО p и q заданы векторы их КС
где εi - априорно заданное максимально допустимое для взаимодействующих ВО различие значений i-x КС. Значение εi может быть определено априорно на основе изучения опыта групповых действий авиации [7].where ε i is the a priori specified maximum allowable for interacting HE differences in the values of ix CS. The value of ε i can be determined a priori based on the study of the experience of group actions of aviation [7].
Единого подхода к выбору значения εi для различных КС в настоящее время не существует. Так, например, в [3] значения εi для пространственных координат ВО определяются исходя из того, что ВО взаимодействуют в составе группы на основе визуального или радиолокационного наблюдения друг друга. При этом выбор значения εi зависит от освещенности, метеоусловий, характеристик бортовых РЛС ВО и других факторов. С учетом этих обстоятельств в [3] для прямоугольных координат ВО на плоскости предлагается использовать значения εi в пределах от 200 м до 5000 м.There is currently no single approach to choosing ε i for various CSs. So, for example, in [3], the values of ε i for the spatial coordinates of the HE are determined on the basis that the HE interact in the group based on visual or radar observation of each other. Moreover, the choice of ε i depends on the illumination, weather conditions, characteristics of the airborne radar and other factors. Given these circumstances, in [3] for rectangular coordinates of VO in the plane, it is proposed to use the values of ε i in the range from 200 m to 5000 m.
Таким образом, в качестве подхода для определения размеров строба группирования ВО по различным КС можно принять экспертную оценку значений εi.Thus, as an approach for determining the size of the strobe of grouping HEs for various CSs, one can take an expert assessment of the values of ε i .
Задача группирования ВО решается как задача выявления связных компонент графа взаимодействия ВО. В [5] показано, что наилучшим с точки зрения временных затрат алгоритмом решения данной задачи является алгоритм обхода графа в глубину [8].The task of grouping HE is solved as the task of identifying the connected components of the graph of interaction of HE. In [5], it was shown that the best algorithm for solving this problem from the point of view of time expenditures is the algorithm for traversing the graph in depth [8].
Существенный недостаток описанного способа группирования ВО заключается в том, что результат проверки условий (1) может меняться при случайных изменениях разностей КС пары ВО вблизи порогового значения, вызванных ошибками их оценивания, в то время как действительного изменения состава групп ВО не происходит. В то же время, поскольку с тактической точки зрения наибольшую опасность представляют собой именно группы взаимодействующих ВО, важно, с одной стороны, как можно раньше выявлять образование таких групп, а с другой стороны, не допускать преждевременного снятия их с сопровождения в результате кратковременного расхождения ВО или случайных изменений оценок их КС.A significant drawback of the described method for grouping VOs is that the result of checking conditions (1) can change with random changes in the differences in the CS of the VO pair near the threshold value caused by errors in their estimation, while there is no real change in the composition of VO groups. At the same time, since from the tactical point of view it is precisely the groups of interacting HEs that constitute the greatest danger, it is important, on the one hand, to identify the formation of such groups as early as possible, and on the other hand, to prevent their premature removal from accompaniment as a result of a short-term difference in HE or random changes in the ratings of their COP.
Для преодоления указанного недостатка необходимо использовать более мягкие условия принадлежности пары ВО к одной группе, позволяющие производить оценку достоверности решения о принадлежности ВО к выявленным группам. При этом использование нескольких степеней достоверности позволит смягчить влияние случайных изменений оценок КС ВО на результат группирования. Для этого нужно представлять в явном виде неопределенность значений КС ВО, возникающую вследствие ошибок их оценивания, и учитывать ее при проверке пар ВО на принадлежность к одной группе.To overcome this drawback, it is necessary to use milder conditions for the belonging of the HE pair to the same group, which allows assessing the reliability of the decision on the belonging of HE to the identified groups. At the same time, the use of several degrees of confidence will mitigate the effect of random changes in the estimates of the CS of the HE on the grouping result. For this, it is necessary to express in an explicit form the uncertainty of the values of the CS of the HE that arise due to errors in their estimation, and take it into account when checking pairs of HE for belonging to one group.
В настоящее время неизвестны источники, в которых опубликованы способы группирования ВО, реализующие учет неопределенности КС ВО и оценку достоверности принадлежности ВО к выделенным группам.Currently, sources are unknown in which the methods of grouping HE are published that implement the uncertainty of the CS of HE and the assessment of the reliability of belonging of HE to the selected groups.
Ближайшим аналогом (прототипом) является указанный выше способ группирования ВО, использующий выражение (1) в качестве условия принадлежности пары ВО к одной группе, представление множества ВО в виде графа их взаимодействия и алгоритм поиска в глубину для выявления групп ВО.The closest analogue (prototype) is the above method of grouping VO, using expression (1) as a condition for a VO pair to belong to one group, representing the VO set in the form of a graph of their interaction and the depth search algorithm to identify VO groups.
Целью заявленного изобретения является разработка способа выявления компактных групп взаимодействующих ВО, обеспечивающего учет неопределенности значений их КС в явном виде и оценку достоверности принадлежности ВО к выделенным группам.The aim of the claimed invention is to develop a method for identifying compact groups of interacting HEs, which takes into account the uncertainty of their CS values in an explicit form and assesses the reliability of HE belonging to the selected groups.
Технический результат изобретения состоит в увеличении времени сопровождения групп ВО за счет более раннего их выявления и предотвращения преждевременного снятия с сопровождения, снижении нагрузки на операторов РЛС, получении явных оценок степени достоверности результатов группирования с учетом неопределенности КС ВО.The technical result of the invention consists in increasing the time of tracking VO groups due to their earlier identification and preventing premature removal from escort, reducing the burden on radar operators, obtaining explicit estimates of the degree of reliability of the grouping results, taking into account the uncertainty of the CS VO.
Технический результат достигается за счет того, что в отличие от прототипа значения числовых КС ВО представляют интервалами. Вводят три типа отношений между парами ВО (отсутствие взаимодействия, возможное взаимодействие, достоверное взаимодействие). Для задания этих отношений используют арифметические операции и отношения над интервалами [9, 10]. Все множество наблюдаемых ВО представляют в виде графа их взаимодействия с двумя типами ребер, соответствующих возможной и достоверной принадлежности пары объектов к одной группе. С помощью модифицированного алгоритма поиска в глубину выявляют возможные и достоверные группы ВО. Состав достоверных и возможных групп ВО отображают для ЛПР.The technical result is achieved due to the fact that, in contrast to the prototype, the values of the numerical CS of VO are represented by intervals. Three types of relationships between HE pairs are introduced (lack of interaction, possible interaction, reliable interaction). To specify these relations, use arithmetic operations and relations over intervals [9, 10]. The entire set of observed VOs is represented in the form of a graph of their interaction with two types of edges corresponding to the possible and reliable belonging of a pair of objects to one group. Using a modified depth search algorithm, possible and reliable VO groups are identified. The composition of reliable and possible VO groups is displayed for decision makers.
Исходными данными для группирования ВО являются оценки КС ВО, полученные в результате первичной обработки РЛИ. Информация о каждом наблюдаемом ВО p поступает в виде вектора измеренных значений его КС
Поскольку на результат измерений КС оказывает воздействие совокупность большого количества разнообразных случайных процессов, то в силу центральной предельной теоремы можно считать распределение значений величины
Таким образом, каждая КС может быть представлена интервалом с нижней и верхней границамиThus, each CS can be represented by an interval with lower and upper boundaries
соответственно, где
Неопределенность сравниваемых интервальных КС ВО приводит к неопределенности результатов их попарного сравнения и, как следствие, к неопределенности результата проверки условий взаимодействия пары ВО, предложенных в [5]. Для учета этой неопределенности на множестве ВО вводятся три типа отношений взаимодействия между парами ВО:The uncertainty of the compared interval CS of the HE leads to the uncertainty of the results of their pairwise comparison and, as a result, to the uncertainty of the result of checking the conditions of interaction of the pair of HE proposed in [5]. To account for this uncertainty, three types of interaction relations between pairs of HE are introduced on the set of HE:
- отсутствия взаимодействия;- lack of interaction;
- возможного взаимодействия;- possible interaction;
- достоверного взаимодействия.- reliable interaction.
Как и в прототипе данного изобретения, для представления информации о ВО и отношений между ними используется граф взаимодействия ВО G=〈V, E〉, где V - множество вершин графа, каждая из которых соответствует некоторому ВО, Е - множество ребер, отражающих наличие взаимодействия между ВО.As in the prototype of this invention, to represent information about VO and the relationships between them, the VO interaction graph G = 〈V, E〉 is used, where V is the set of vertices of the graph, each of which corresponds to a certain VO, E is the set of edges reflecting the presence of interaction between VO.
Однако в отличие от прототипа ребро графа может отображать уже один из двух видов непосредственного взаимодействия, а именно:However, unlike the prototype, the edge of the graph can already display one of two types of direct interaction, namely:
- возможное непосредственное взаимодействие;- possible direct interaction;
- достоверное непосредственное взаимодействие.- reliable direct interaction.
В отличие от прототипа применяется следующее правило проверки наличия непосредственного взаимодействия между парой ВО р и q, полученное путем модификации условия (1) с использованием арифметических операций над интервалами [9] и отношения неравенства интервалов [10].In contrast to the prototype, the following rule is applied to check for the presence of direct interaction between a pair of VO p and q, obtained by modifying condition (1) using arithmetic operations on intervals [9] and the relation of inequality of intervals [10].
Если существует i∈{1, 2, …, n} такое, что
В противном случае, если существует i∈{1, 2, …, n} такое, что
В противном случае, когда для всех
Кроме того, в отличие от прототипа вводятся два вида опосредованного взаимодействия, а именно:In addition, in contrast to the prototype, two types of indirect interaction are introduced, namely:
- возможное опосредованное взаимодействие;- possible indirect interaction;
- достоверное опосредованное взаимодействие.- reliable indirect interaction.
Возможное опосредованное взаимодействие между парой ВО р и q существует тогда, когда между вершинами графа взаимодействия, соответствующими объектам р и q, существует хотя бы один путь, на любом пути между этими вершинами есть хотя бы одно ребро, отображающее возможное непосредственное взаимодействие пар ВО, каждый путь между этими вершинами включает в себя более одного ребра.A possible indirect interaction between a pair of VO p and q exists when there is at least one path between the vertices of the interaction graph corresponding to the objects p and q, on any path between these vertices there is at least one edge representing the possible direct interaction of VO pairs, each the path between these peaks includes more than one edge.
Достоверное опосредованное взаимодействие между вершинами графа взаимодействия, соответствующими объектам р и q, существует тогда, когда между этими вершинами графа существует хотя бы один путь, все ребра которого отображают достоверное непосредственное взаимодействие пар ВО, и каждый такой путь включает в себя более одного ребра.A reliable indirect interaction between the vertices of the interaction graph corresponding to the objects p and q exists when there is at least one path between these vertices of the graph, all edges of which represent reliable direct interaction of the VO pairs, and each such path includes more than one edge.
В отличие от прототипа выделяют два вида групп ВО: возможные группы и достоверные группы.In contrast to the prototype, two types of VO groups are distinguished: possible groups and reliable groups.
Возможной группой называется такой набор ВО, в котором имеется хотя бы одна пара ВО, которые находятся в отношении возможного непосредственного взаимодействия, но при этом не находятся в состоянии достоверного опосредованного взаимодействия.A possible group is a set of VOs in which there is at least one pair of VOs that are in relation to a possible direct interaction, but are not in a state of reliable indirect interaction.
Достоверной группой называется такой набор ВО, в котором любая пара объектов находится в отношении достоверного непосредственного или достоверного опосредованного взаимодействия.A trustworthy group is a set of VOs in which any pair of objects is in relation to reliable direct or reliable indirect interaction.
Для выявления достоверных и возможных групп ВО в отличие от прототипа предлагается модифицированный алгоритм обхода графа в глубину, схема которого представлена на фиг.2.To identify reliable and possible groups of HE, in contrast to the prototype, a modified algorithm for traversing the graph in depth is proposed, the scheme of which is presented in figure 2.
На вход алгоритма подается список ВО с их порядковыми номерами и интервальными значениями КС.At the input of the algorithm, a list of BOs with their serial numbers and interval values of the CS is fed.
Первый ВО из входного списка назначается текущим ВО. Если текущий ВО не включен в какую-либо достоверную группу, то запускается рекурсивная процедура формирования новой достоверной группы, схема которой приведена на фиг.3. Первым в данную группу включается текущий ВО. По завершении процедуры формирования группы или в случае, если текущий ВО уже был включен в какую-либо группу, проверяется, не является ли текущий ВО последним во входном списке. Если это так, то работа алгоритма завершается. В противном случае следующий ВО из входного списка назначается текущим ВО, и для него повторяется описанная процедура.The first VO from the input list is assigned to the current VO. If the current VO is not included in any reliable group, then the recursive procedure of forming a new reliable group is started, the scheme of which is shown in Fig. 3. The current VO is the first to be included in this group. Upon completion of the group formation procedure, or if the current VO has already been included in any group, it is checked whether the current VO is the last in the input list. If so, then the operation of the algorithm ends. Otherwise, the next VO from the input list is assigned to the current VO, and the described procedure is repeated for it.
На вход рекурсивной процедуры формирования группы ВО, представленной на фиг.3, подается номер текущей формируемой достоверной группы и текущий несгруппированный ВО.At the input of the recursive procedure for the formation of the group of VO, presented in figure 3, the number of the current generated reliable group and the current ungrouped VO.
В ходе выполнения рекурсивной процедуры формирования группы пары ВО проверяются на наличие непосредственного взаимодействия. При этом формируются достоверные группы, которые при выполнении условий непосредственного возможного взаимодействия для пар ВО из разных достоверных групп объединяются в возможные группы ВО. Если обнаруживается, что для пары ВО, которые ранее были включены в одну возможную группу, выполняется условие непосредственного достоверного взаимодействия, то возможная группа ВО преобразуется в достоверную.During the implementation of the recursive group formation procedure, HE pairs are checked for direct interaction. In this case, reliable groups are formed, which, when the conditions of direct possible interaction are met for pairs of HE from different reliable groups are combined into possible groups of HE. If it is found that for a pair of HEs that were previously included in one possible group, the condition of direct reliable interaction is fulfilled, then the possible group of HEs is converted to reliable.
Для реализации предлагаемого способа автоматизированного выявления компактных групп взаимодействующих ВО с учетом неопределенности значений их КС используется типовая РЛС [11], обобщенная функциональная схема которой показана на фиг.4. РЛС включает в себя измеритель дальности (ИД), измеритель азимута (ИА), измеритель угла места (ИУМ) и измеритель радиальной скорости (ИРС), которые осуществляют измерение наклонных дальностей до ВО, их азимутов, углов места и радиальных скоростей соответственно. По сравнению с типовой РЛС добавлены: блок формирования интервальной оценки наклонной дальности до ВО (БИОД), блок формирования интервальной оценки азимута ВО (БИОА), блок формирования интервальной оценки угла места ВО (БИОУМ) и блок формирования интервальной оценки радиальной скорости ВО (БИОРС), в которые из ИД, ИА, ИУМ и ИРС поступают измеренные значения дальности до ВО
В ходе проведенного компьютерного моделирования исследовалась возможность применения заявленного способа при сопровождении групп ВО. В частности, было смоделировано сопровождение групп ВО в процессе их слияния и разделения. Результаты компьютерного моделирования заявленного способа представлены на фиг.5 и фиг.6. Выявленные достоверные и возможные группы обведены эллипсами. Расстояния по осям координат на фиг.5 и фиг.6 указаны в условных величинах.In the course of computer simulation, the possibility of using the claimed method with the support of VO groups was investigated. In particular, accompaniment of VO groups in the process of their merger and separation was modeled. The results of computer simulation of the claimed method are presented in figure 5 and figure 6. Identified reliable and possible groups are circled by ellipses. The distances along the coordinate axes in Fig. 5 and Fig. 6 are indicated in conventional values.
На фиг.5 показан пример выявления и сопровождения двух групп ВО в процессе их слияния в одну группу. В данном случае к достоверной группе из трех ВО присоединился одиночный ВО, также считающийся достоверной группой. На фиг.5 достоверные группы ВО обозначены кодами вида «Д_k.i», где k - номер обзора воздушного пространства, на котором выявлена данная группа, а i - уникальный номер среди достоверных групп, присвоенный ей в процессе сопровождения. Возможные группы обозначены кодами вида «B_k.i», где k - номер обзора воздушного пространства, на котором выявлена данная группа, а i - уникальный номер среди возможных групп, присвоенный ей в процессе сопровождения.Figure 5 shows an example of the identification and tracking of two groups of VO in the process of their merger into one group. In this case, a single group of VOs, also considered a reliable group, joined the reliable group of three VOs. In Fig. 5, reliable VO groups are indicated by codes of the form "D_k.i", where k is the airspace survey number on which this group is identified, and i is the unique number among the reliable groups assigned to it during tracking. Possible groups are indicated by codes of the form “B_k.i”, where k is the airspace survey number on which this group is identified, and i is the unique number among possible groups assigned to it during tracking.
На фиг.5 видно, что в процессе сопровождения четырех ВО по данным обзоров 1-7 выявлялись и сопровождались достоверная группа 1, состоящая из одного ВО (коды группы Д_1.1-Д_7.1), и достоверная группа 2, состоящая из трех ВО (коды группы Д_1.2-Д_7.2). По данным обзоров 5-7 было обнаружено слияние достоверных групп 1 и 2 в новую возможную группу с номером 1 (коды группы В_5.1-В_7.1). В процессе дальнейшего сближения ВО из достоверных групп 1 и 2 (возможной группы 1) по данным обзора 8 было выявлено их слияние в новую достоверную группу Д_8.3. В дальнейшем эта группа сопровождалась как одна достоверная группа (коды группы Д_9.3-Д_20.3), а достоверные группы 1 и 2 были сняты с сопровождения.Figure 5 shows that in the process of tracking four VOs according to reviews 1-7, a
Приведенный пример показывает, что сопровождение групп ВО с использованием заявленного способа их выявления позволяет обнаруживать объединение групп ВО вначале по возможному критерию, а затем по достоверному. Благодаря этому, достигается возможность более раннего по сравнению с прототипом обнаружения объединения ВО в группы.The above example shows that tracking VO groups using the claimed method for identifying them makes it possible to detect the association of VO groups first by a possible criterion, and then by a reliable one. Due to this, the possibility of earlier than the prototype detection of the association of VO into groups is achieved.
На фиг.6 представлен пример сопровождения группы ВО в процессе отделения одного ВО от группы. Обозначения групп ВО аналогичны тем, что использованы на фиг.5.Figure 6 presents an example of tracking a group of VOs in the process of separating one VO from a group. The designations of the BO groups are similar to those used in FIG.
Как показано на фиг.6, по данным обзоров 1-13 выявлялась и сопровождалась достоверная группа ВО 1 (коды группы Д_1.1-Д_13.1), состоящая из четырех ВО. Однако в процессе сопровождения один из объектов постепенно отдалялся от трех других, в результате чего на обзоре 14 было обнаружено разделение достоверной группы 1 по достоверному критерию. Были выделены новые достоверные группы 2 (1 ВО) и 3 (3 ВО) (коды Д_14.2, Д_14.3), которые образовали возможную группу 1 (код В_14.1). Достоверная группа 1 была снята с сопровождения, однако все входившие в нее объекты продолжали сопровождаться как возможная группа 1.As shown in Fig.6, according to reviews 1-13, a reliable group of BO 1 (codes of group D_1.1-D_13.1), consisting of four BOs, was identified and accompanied. However, in the process of tracking one of the objects gradually moved away from the other three, as a result of which review 14 revealed the separation of
В ходе сопровождения ВО на обзорах 14-17 наблюдалось дальнейшее расхождение достоверных групп 2 и 3 (коды групп Д_14.2-Д_17.2 и Д_14.3-Д_17.3 соответственно), при этом продолжалось сопровождение возможной группы 1 (коды группы В_14.1-В_17.1). На обзоре 18 был обнаружен распад возможной группы 1 и она была снята с сопровождения. В дальнейшем по данным обзоров 18-20 выявлялись и сопровождались достоверные группы 2 и 3 (коды групп Д_18.2-Д_20.2 и Д_18.3-Д_20.3 соответственно).During VO tracking, at reviews 14-17, there was a further discrepancy between the
То обстоятельство, что после разделения группы ВО по достоверному критерию она в течение некоторого времени продолжает сопровождаться как возможная группа, позволяет не допустить преждевременного снятия групп с сопровождения в результате кратковременного расхождения ВО или случайных изменений оценок их КС.The fact that after separation of the HE group according to reliable criteria, it continues to be accompanied as a possible group for some time, allows us to prevent premature withdrawal of groups from accompaniment as a result of a short-term discrepancy in HE or accidental changes in their SC estimates.
Поскольку с точки зрения тактики группы взаимодействующих ВО представляют наибольшую опасность, то возможность увеличения времени их сопровождения за счет более раннего выявления и предотвращения преждевременного снятия с сопровождения является существенным преимуществом заявленного способа по сравнению с прототипом.Since from the point of view of tactics the groups of interacting HE represent the greatest danger, the possibility of increasing the time of their accompaniment due to earlier detection and prevention of premature removal from escort is a significant advantage of the claimed method compared to the prototype.
Кроме того, заявленный способ в отличие от прототипа позволяет в процессе группирования ВО учитывать в явном виде неопределенность оценок КС ВО и производить оценку степени достоверности принадлежности объектов к выделенным группам. Благодаря этому появляется возможность снизить нагрузку на операторов РЛС за счет автоматизации группирования ВО, сократить объем информации о воздушной обстановке, отображаемой для операторов РЛС и обрабатываемой в РЛС, предоставлять операторам и ЛПР информацию о степени достоверности результатов группирования с учетом неопределенности КС ВО.In addition, the claimed method, in contrast to the prototype, allows in the process of grouping HE to take into account explicitly the uncertainty of the estimates of the CS of HE and to assess the degree of reliability of the objects belonging to the selected groups. This makes it possible to reduce the burden on radar operators by automating airborne grouping, reduce the amount of information about the air situation displayed for radar operators and process them in the radar, and provide operators and decision-makers with information about the degree of reliability of grouping results, taking into account the uncertainty of the airborne CS.
ЛитератураLiterature
1. Канащенков А.И., Меркулов В.И., Самарин О.Ф. Облик перспективных бортовых радиолокационных систем. Возможности и ограничения. - М.: ИПРЖР, 2002.1. Kanaschenkov A.I., Merkulov V.I., Samarin O.F. The appearance of promising airborne radar systems. Features and limitations. - M .: IPRZhR, 2002.
2. Фарина А., Студер Ф. Цифровая обработка радиолокационной информации. - М.: Радио и связь. 1993.2. Farina A., Studer F. Digital processing of radar information. - M .: Radio and communication. 1993.
3. Верба B.C., Меркулов В.И., Дрогалин В.В. и др. Оценивание дальности и скорости в радиолокационных системах. Ч.3. / Под. ред. B.C. Вербы и В.И. Меркулова - М.: Радиотехника, 2010. - 427 с.3. Willow B.C., Merkulov V.I., Drogalin V.V. and others. Estimation of range and speed in radar systems. Part 3. / Under. ed. B.C. Willows and V.I. Merkulova - Moscow: Radio Engineering, 2010 .-- 427 p.
4. Горощенко Л.Б. Методы координированного наведения и атаки несколькими истребителями группы самолетов противника. // Полет. - 2000, №6. С.32-36.4. Goroshchenko LB Methods for coordinated guidance and attacks by several fighters of a group of enemy aircraft. // Flight. - 2000, No. 6. S.32-36.
5. Кирсанов А.П., Сорвенков О.С., Сузанский Д.Н. Методы обработки радиолокационной информации при сопровождении компактных групп воздушных объектов // Радиотехника. - 1996, №10. С.102-108.5. Kirsanov A.P., Sorvenkov O.S., Suzansky D.N. Methods for processing radar information accompanied by compact groups of airborne objects // Radio Engineering. - 1996, No. 10. S.102-108.
6. Татт У. Теория графов: Пер. с англ. - М.: Мир, 1988. - 424 с.6. Tatt W. Graph Theory: Per. from English - M .: Mir, 1988 .-- 424 p.
7. Федосов Е.А. Авиация ВВС России и научно-технический прогресс. Боевые комплексы и системы вчера, сегодня, завтра. - М.: Дрофа, 2005.7. Fedosov EA Russian Air Force aviation and scientific and technological progress. Combat systems and systems yesterday, today, tomorrow. - M.: Bustard, 2005.
8. Ахо А., Хопкрофт Дж., Ульман Дж. Построение и анализ вычислительных алгоритмов: Пер. с англ. - М.: Мир, 1979. - 536 с.8. Aho A., Hopcroft J., Ulman J. Construction and analysis of computational algorithms: Per. from English - M .: Mir, 1979.- 536 p.
9. Алефельд Г., Херцбергер Ю. Введение в интервальные вычисления: Пер. с англ. - М.: Мир, 1987. - 360 с.9. Alefeld G., Herzberger Yu. Introduction to interval computing: Per. from English - M.: Mir, 1987 .-- 360 p.
10. Нариньяни А.С. Недоопределенность в системе представления и обработки знаний // Изв. АН СССР. Техн. кибернетика, 1986. №5. - С.3-28.10. Narignani A.S. Underdetermination in the system of representation and processing of knowledge // Izv. USSR Academy of Sciences. Tech. cybernetics, 1986. No. 5. - S. 3-28.
11. Авиационные радиолокационные комплексы и системы: учебник для слушателей и курсантов ВУЗов ВВС/ П.И. Дудник, Г.С. Кондратенков, Б.Г. Татарский, А.Р. Ильчук, А.А. Герасимов. Под ред. П.И. Дудника. - М.: Изд. ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 2006. - 1112 с.11. Aviation radar systems and systems: a textbook for students and cadets of the Air Force / PI. Dudnik, G.S. Kondratenkov, B.G. Tatarsky, A.R. Ilchuk, A.A. Gerasimov. Ed. P.I. Angelica. - M.: Publishing. VVIA them. prof. NOT. Zhukovsky, 2006 .-- 1112 p.
Claims (2)
p - идентификатор ВО, для всех
- текущая оценка i-й КС ВО p,
- фактическое значение i-й КС,
- ошибка ее измерения,
- утроенное среднеквадратичное отклонение величины при этом если для пары ВО p и q существует такое, что то ВО p и q не взаимодействуют, в противном случае если существуеттакое, что и то ВО p и q возможно непосредственно взаимодействуют, в противном случае, когда для всех ВО p и q достоверно непосредственно взаимодействуют; здесь εi - априорно заданное максимально допустимое для взаимодействующих ВО различие i-х КС, причем достоверной группой называется такое множество ВО, для которого между каждой парой соответствующих ВО вершин в графе существует путь, состоящий только из ребер достоверного взаимодействия, возможной группой называется множество ВО, для которого между каждой парой соответствующих ВО вершин в графе существует путь, и есть хотя бы одна пара вершин, каждый путь между которыми включает в себя хотя бы одно ребро возможного взаимодействия, при этом отнесение ВО к возможной или достоверной группе выполняется по правилу обхода графа в глубину и включает следующие операции: составляется входной список ВО с их порядковыми номерами и интервальными значениями КС; для каждого ВО из входного списка, начиная с первого, в порядке возрастания номеров, если ранее он не был включен в какую-либо достоверную группу, создается новая достоверная группа, ей присваивается уникальный номер и запускается рекурсивная процедура формирования достоверной группы, начиная с текущего ВО, заключающаяся в том, что формируемая группа обозначается как текущая группа, текущий ВО включается в текущую группу, последовательно, начиная с первого, выбираются все ВО из входного списка, если выбранный ВО не совпадает с текущим ВО и не был ранее включен в текущую достоверную группу, то если текущий ВО и выбранный ВО достоверно непосредственно взаимодействуют, то если выбранный ВО ранее не был включен ни в одну достоверную группу, то выбранный ВО включается в текущую достоверную группу и запускается рекурсивная процедура формирования текущей достоверной группы, начиная с выбранного ВО, по завершении этой процедуры, если выбранный ВО был последним во входном списке, процедура завершается, в противном случае выбирается следующий ВО из входного списка; если выбранный ВО ранее был включен в достоверную группу, отличную от текущей, то в текущую достоверную группу включается достоверная группа выбранного ВО, если выбранный ВО был последним во входном списке, то процедура завершается, в противном случае выбирается следующий ВО из входного списка; если текущий ВО и выбранный ВО возможно непосредственно взаимодействуют, то создается новая достоверная группа, ей присваивается уникальный номер и запускается рекурсивная процедура формирования новой достоверной группы, начиная с выбранного ВО, по завершении этой процедуры текущая и новая достоверные группы объединяются в одну возможную группу, если выбранный ВО был последним во входном списке, то процедура завершается, в противном случае выбирается следующий ВО из входного списка; если текущий и выбранный ВО не взаимодействуют, то если выбранный ВО был последним во входном списке, то процедура завершается, в противном случае выбирается следующий ВО из входного списка.1. A method for automatically detecting compact groups of interacting airborne objects (AT), which includes dividing the observed HE into groups according to the totality of the signs of HE interaction based on the received radar information about the distance between the HE in space, the possibility of visual or radar contact between them, providing for the presentation of the set of VO in the form of a graph whose vertices correspond to the observed VO, and the edges indicate the presence of interaction between a pair of VO, different by the fact that the edges of the graph can reflect both reliable direct interaction of VO and possible direct interaction of VO, and detected groups are defined as groups of possible interaction (possible groups) and groups of reliable interaction (reliable groups), values of state coordinates (CS) of VO obtained in a radar station as a result of primary processing of radar data, including the inclined range to the VO in the range meter, azimuth in the azimuth meter, elevation in the elevation meter and rad the total velocity of the HE in the radial velocity meter, are represented by intervals with the lower and upper boundaries of the form respectively, where:
p - identifier BO, for all
- the current assessment of the i-th COP in p,
- the actual value of the i-th COP,
- error of its measurement,
- triple standard deviation moreover, if for the pair BO p and q there such that then VO p and q do not interact, otherwise if exists such that and then VO p and q possibly directly interact, otherwise, when for all IN p and q reliably directly interact; here ε i is the a priori specified maximum allowable difference for the interacting VOs of i-CS, moreover, a set of VOs for which between each pair of corresponding VO vertices in a graph there is a path consisting only of edges of reliable interaction, a possible group is a set of VOs for which there exists a path between each pair of corresponding VO vertices in the graph, and there is at least one pair of vertices, each path between which includes at least one edge of a possible interaction, for ohm VO classification for a possible or reliable group is performed according to the rule of the graph traversal in depth and comprises: an input list compiled VO with their serial numbers and interval values of COP; for each VO from the input list, starting from the first, in the order of increasing numbers, if it was not previously included in any reliable group, a new reliable group is created, it is assigned a unique number and the recursive procedure for generating a reliable group is launched, starting from the current VO consisting in the fact that the formed group is designated as the current group, the current VO is included in the current group, sequentially, starting from the first, all VOs are selected from the input list if the selected VO does not coincide with the current VO and was not previously included in the current reliable group, then if the current VO and the selected VO reliably directly interact, then if the selected VO was not previously included in any reliable group, then the selected VO is included in the current reliable group and the recursive procedure of forming the current reliable group is launched starting from the selected VO, upon completion of this procedure, if the selected VO was the last in the input list, the procedure ends, otherwise the next VO is selected from the input list; if the selected VO was previously included in a reliable group that is different from the current one, then the current reliable group includes a reliable group of the selected VO, if the selected VO was the last in the input list, the procedure ends, otherwise the next VO is selected from the input list; if the current VO and the selected VO possibly directly interact, then a new reliable group is created, a unique number is assigned to it, and the recursive procedure of forming a new reliable group starts, starting with the selected VO, at the end of this procedure, the current and new valid groups are combined into one possible group, if the selected VO was the last in the input list, the procedure ends, otherwise the next VO is selected from the input list; if the current and the selected VO do not interact, then if the selected VO was the last in the input list, the procedure ends; otherwise, the next VO is selected from the input list.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014108070/07A RU2558674C1 (en) | 2014-03-04 | 2014-03-04 | Method for automated detection of compact groups of interacting aerial objects |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014108070/07A RU2558674C1 (en) | 2014-03-04 | 2014-03-04 | Method for automated detection of compact groups of interacting aerial objects |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2558674C1 true RU2558674C1 (en) | 2015-08-10 |
Family
ID=53795976
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014108070/07A RU2558674C1 (en) | 2014-03-04 | 2014-03-04 | Method for automated detection of compact groups of interacting aerial objects |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2558674C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2728280C1 (en) * | 2019-12-16 | 2020-07-29 | Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия воздушно-космической обороны имени Маршала Советского Союза Г.К. Жукова" Министерства обороны Российской Федерации | Method for operation of a system of pulse-doppler on-board radar stations during group action of fighters |
RU2778829C1 (en) * | 2021-11-13 | 2022-08-25 | Андрей Вадимович Лаврентьев | Device for resolving dense order components of a group air target in range and azimuth |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005036099A1 (en) * | 2003-06-11 | 2005-04-21 | Honeywell International, Inc. | Systems and methods for target location |
RU2292060C1 (en) * | 2005-06-28 | 2007-01-20 | Рязанская государственная радиотехническая академия | Mode of observation for air objects and surface on the base of an airborne radar |
WO2007110108A1 (en) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Sennheiser Electronic Gmbh & Co. Kg | Phone and volume control unit |
RU87308U1 (en) * | 2009-06-03 | 2009-09-27 | Открытое акционерное общество "Концерн радиостроения "Вега" | MOBILE COMPLEX OF COLLECTION, PROCESSING AND TRANSFER OF INFORMATION |
RU2390793C1 (en) * | 2008-12-23 | 2010-05-27 | ООО "Фирма "НИТА" | Method of monitoring flight level altitude hold |
US20120206289A1 (en) * | 2009-10-23 | 2012-08-16 | Thales | Air defense system architecture combining passive radars and active radars |
JP2012168060A (en) * | 2011-02-15 | 2012-09-06 | Nec Corp | Precision approach radar, precision approach radar control method and program for controlling the same |
-
2014
- 2014-03-04 RU RU2014108070/07A patent/RU2558674C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005036099A1 (en) * | 2003-06-11 | 2005-04-21 | Honeywell International, Inc. | Systems and methods for target location |
RU2292060C1 (en) * | 2005-06-28 | 2007-01-20 | Рязанская государственная радиотехническая академия | Mode of observation for air objects and surface on the base of an airborne radar |
WO2007110108A1 (en) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Sennheiser Electronic Gmbh & Co. Kg | Phone and volume control unit |
RU2390793C1 (en) * | 2008-12-23 | 2010-05-27 | ООО "Фирма "НИТА" | Method of monitoring flight level altitude hold |
RU87308U1 (en) * | 2009-06-03 | 2009-09-27 | Открытое акционерное общество "Концерн радиостроения "Вега" | MOBILE COMPLEX OF COLLECTION, PROCESSING AND TRANSFER OF INFORMATION |
US20120206289A1 (en) * | 2009-10-23 | 2012-08-16 | Thales | Air defense system architecture combining passive radars and active radars |
JP2012168060A (en) * | 2011-02-15 | 2012-09-06 | Nec Corp | Precision approach radar, precision approach radar control method and program for controlling the same |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
КИРСАНОВ А.П. и др. Методы обработки радиолокационной информации при сопровождении компактных групп воздушных объектов. Радиотехника. 1996, N10, с.102-108. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2728280C1 (en) * | 2019-12-16 | 2020-07-29 | Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия воздушно-космической обороны имени Маршала Советского Союза Г.К. Жукова" Министерства обороны Российской Федерации | Method for operation of a system of pulse-doppler on-board radar stations during group action of fighters |
RU2778829C1 (en) * | 2021-11-13 | 2022-08-25 | Андрей Вадимович Лаврентьев | Device for resolving dense order components of a group air target in range and azimuth |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10732282B2 (en) | Ambiguity compensation in time-of-flight ranging | |
RU2557784C1 (en) | Method for gate identification of signals with radio-frequency sources in multi-target environment | |
US9836064B2 (en) | Aircraft landing systems and methods | |
US20200089981A1 (en) | Simulator to simulate target detection and recognition | |
RU2524208C1 (en) | Method for radar detection of manoeuvre of ballistic target on passive trajectory section | |
RU2660498C1 (en) | Method of tracking of airborne maneuvering radiation sources according to angle information from airborne single-position electronic reconnaissance system | |
EP3872523A1 (en) | System and method for constructing fused tracks from radar detections | |
CN111524394A (en) | Method, device and system for improving accuracy of comprehensive track monitoring data of apron | |
CN111257867A (en) | Ionized layer detection system based on magnetized plasma incoherent scattering theory spectrum | |
KR101303765B1 (en) | Displaying method of multiple maritime surveillance radar data | |
Laveti et al. | TDOA measurement based GDOP analysis for radio source localization | |
RU2558674C1 (en) | Method for automated detection of compact groups of interacting aerial objects | |
RU2686481C1 (en) | Adaptive method of spatial identification of bearings with ground radio sources and system for implementation thereof | |
CN110017998A (en) | Vehicle checking method, device and equipment | |
US20130099958A1 (en) | Method for initializing cartesian tracks based on bistatic measurements performed by one or more receivers of a multistatic radar system | |
RU2659486C1 (en) | Method of the radio monitoring results processing | |
US11393189B2 (en) | Method to simulate target detection and recognition | |
US11423195B2 (en) | User interface to simulate target detection and recognition | |
Jones et al. | Measures of nonlinearity for single target tracking problems | |
RU2668214C2 (en) | Method of indicating target marks obtained by two space-combined radio-location stations | |
Gempita et al. | Implementation of K-NN fingerprint method on receiving server for indoor mobile object tracking | |
RU2509319C1 (en) | Method for radar determination of time of end of active phase of ballistic trajectory | |
US10393860B2 (en) | Multi-platform location deception detection system | |
CN114240048A (en) | Method, device, medium and equipment for evaluating performance of laser radar | |
Brenner et al. | Position estimation in the multiband PCL-PET fusion system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160305 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20170110 |