WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 |

Отыскание решений сформулированных задач существенно упрощается благодаря тому, что критериальные функции этих задач:,, относительно своих переменных имеют вид, полностью совпадающий с видом критериальных функций:,, соответствующих задач оптимизации, рассмотренных выше, относительно переменных D, F, Pa. Совпадают и области определения критериальных функций. Отмеченное обстоятельство дает основание утверждать, что формальный вид решений рассматриваемых задач оптимизации относительно переменных совпадает с видом решений соответствующих задач, рассмотренных выше, относительно переменных D, F, Pa. В частности, условие достижения наибольшего значения энтропийного показателя имеет вид, аналогичный (32) с учетом соответствующей замены вероятностей D и F на и, а именно:

=, i=1,2,… (38)

Применительно к случаю, когда для завязки траектории используется критерий вида «n из n», условие (38) принимает вид

(39)

Соотношение (39) может быть представлено в рекуррентном виде

, j = 1,2,3,… (40)

- применительно к тем элементам разрешения зоны, в которых объект находится при каждом очередном РЛ контакте с ним, и

, j = 1,2,3,… (41)

- применительно к другим элементам разрешения зоны. Условие (40), (41) имеет очевидную прямую связь с полученным выше условием (32), (33) оптимального скрытия факта присутствия объекта в рассматриваемом элементе разрешения. Оно может быть трактовано следующим образом. Для оптимального по критерию скрытия траектории объекта в зоне РЛ мониторинга надо обеспечить оптимальное скрытие факта присутствия объекта в каждом элементе разрешения зоны при каждом РЛ контакте с этим элементом.

Условие (40), (41) ввиду его простоты, а также по причине распространенности в радиолокации критерия завязки траектории вида «n из n», представляет наибольший практический интерес.

Глава 4 посвящена задаче оптимизации скрытия пространственного положения объекта в зоне, содержащей совокупность элементов разрешения. Постановка задач оптимизации имеет вид

; (42). (43)

Критериальными функциями рассматриваемых задач оптимизации являются энтропийные показатели (16) и (17). Аргументами критериальных функций, как и в случае задач, рассмотренных выше, являются вероятности D, F, Pa. Условие оптимального скрытия координат объекта в зоне, содержащей произвольное число M >2 элементов разрешения, имеет вид

; (44). (45)

Из (44), (45) непосредственно вытекает следующее. Во-первых, скрытие координат объекта в зоне, оптимальное для любого РОЗ, реализуемо только при равномерном априорном распределении вероятностей положения объекта в зоне на стороне наблюдателя. Во-вторых, равенство (45), как показано в главе 3, представляет собой условие оптимального скрытия факта присутствия объекта в отдельно взятом m - ом элементе разрешения по критерию (25). Однако это условие не является достаточным из-за наличия дополнительного условия (44).

Если выполняется условие (44), (45), то, независимо от конкретного РОЗ, имеет место равенство. Величина представляет собой максимально возможный уровень неопределенности (скрытности) координаты объекта в зоне, содержащей M элементов разрешения (теоретический предел скрытности). Существенно, что максимально возможный уровень скрытности координат определяется только размерами зоны, при этом не имеет значения, непрерывная зона или дискретная.

Реализация условия оптимального скрытия координат в зоне затруднительна, т.к. оно содержит ограничение (44), требующее обеспечить равномерное априорное распределение вероятностей положения объекта в зоне на стороне наблюдателя, реализация которого средствами, имеющимися на стороне скрываемого объекта, проблематична. Поэтому представляют интерес другие, более простые решения рассматриваемой задачи оптимизации. Одно из таких решений можно получить, если вместо строгого критерия оптимизации вида, использовать другой, упрощенный критерий, имеющий вид условия

. (46)

Условие (46) требует, чтобы в результате реализации мероприятий по скрытию объекта апостериорное вероятностное распределение координат объекта в зоне, формируемое наблюдателем на основе получаемых РОЗ, совпадало с априорным. Решение задачи оптимизации по упрощенному критерию имеет вид

. (47)

Это решение отличается от (44), (45) только отсутствием требования в виде равенства (44). Таким образом, для обеспечения оптимального по упрощенному критерию (46) скрытия положения объекта в зоне, содержащей совокупность элементов разрешения, достаточно обеспечить оптимальное скрытие факта присутствия этого объекта в каждом элементе разрешения зоны. При выполнении условия (47) энтропийные показатели скрытности принимают значение

. (48)

Таким образом, при реализации условия (47) не обеспечивается достижение теоретического предела скрытности, равного. Достигаемый при реализации (47) эффект заключается в том, что наблюдатель по результатам наблюдения не получает новой информации о положении объекта в зоне по отношению к уже имеющейся у него априорной информации.

Глава 5 посвящена вопросам оптимизации скрытия объекта от радиолокационного наблюдения путем создания помех РЛС. Рассмотрены вопросы о реализуемости полученных условий оптимального скрытия факта присутствия и пространственного положения ВО путем создания активных помех маскирующего и дезинформирующего действия. Показано следующее:

1. Оптимальное скрытие факта присутствия ВО и положения ВО в пространственной зоне с помощью маскирующих помех нереализуемо. Причины: во-первых, требуется маскирующая помеха с бесконечно большой мощностью, во-вторых, на стороне, скрывающей ВО, требуется знать априорные вероятности присутствия ВО в рассматриваемых элементах зоны на стороне наблюдателя.

2. Оптимальное скрытие факта присутствия ВО в рассматриваемом элементе разрешения зоны и оптимальное скрытие положения ВО в пределах зоны с помощью имитирующих помех типа «ложные отметки» не требует бесконечно большой мощности, и поэтому реализуемо применительно к той части зоны, где подлежащие скрытию объекты отсутствуют. В качестве примера рассмотрена задача оптимизации скрытия углового положения ВО в зоне, содержащей совокупность элементов разрешения РЛ пеленгатора, путем создания маскирующих и имитирующих помех с борта ВО (в режиме самозащиты).

3. Вместо строгого условия оптимальности, задаваемого соотношениями (33), (40), (47), целесообразно использовать упрощенное условие, отличающееся от строгого условия тем, что в нем вместо вероятности Fi фигурирует величина Dтр - требуемое значение вероятности правильного обнаружения скрываемого ВО, одинаковое для всех элементов зоны скрытия. Очевидно, если Dтр > Fi, i=1,2,… M, то требуемая для реализации упрощенного условия мощность МП ограничена, и, следовательно, упрощенное условие оптимального скрытия реализуемо с помощью МП.

4. Требуемый закон изменения мощности активной МП, обеспечивающий выполнение упрощенного условия оптимального скрытия углового положения ВО в зоне скрытия в режиме самозащиты, является инверсным по отношению к форме нормированной ДН антенны подавляемой РЛС. Оценка формы ДН антенны подавляемой РЛС выполняется с помощью специального измерительного приемника – ваттметра, имеющегося в составе аппаратуры РТР постановщика помех.

5. Требуемый закон изменения мощности активной имитирующей помехи типа «ложные отметки», обеспечивающий выполнение строгого условия оптимального скрытия углового положения ВО в зоне в режиме самозащиты, является, как и в случае использования маскирующей помехи, инверсным по отношению к форме ДН антенны подавляемой РЛС.

6. Реализация инверсных маскирующей помехи и имитирующей помехи типа «ложные отметки», обеспечивающих оптимальное скрытие углового положения ВО в зоне в режиме самозащиты, возможна, например, на основе ответного принципа создания помех. В частности, в ответчиках могут быть использованы цифровые устройства запоминания и воспроизведения сигналов.

7. Необходимой составной частью аппаратуры РТР постановщика инверсных помех должен быть измеритель мощности сигналов, облучающих защищаемый ВО, со средствами поиска сигналов максимальной мощности.

Глава 6 посвящена анализу эффективности оптимизированного скрытия положения ВО в угловой зоне путем создания маскирующих и имитирующих помех самозащиты с изменяемой мощностью. Для получения количественных оценок эффективности разработана компьютерная имитационная модель. Рассматривается РЛС с плоской прямоугольной фазированной антенной решеткой (ФАР), решающей задачу поиска ВО в заданной угловой зоне. Модель содержит средства имитации процессов: формирования ДН ФАР для осмотра требуемых угловых ячеек зоны; обзора зоны; создания инверсных шумовых и имитирующих помех с борта ВО; РЛ обнаружения ВО и ложных отметок в анализируемых угловых ячейках зоны; формирования РЛ изображений зоны. Модель содержит специальные средства анализа получаемых картин РЛ отметок с целью построения, визуализации и оценки размеров получаемых зон скрытия. Предусмотрены специальные сервисные режимы, обеспечивающие эффективную работу модели.

Основным параметром задачи, значения которого оценивались по результатам модельного эксперимента, является размер зоны скрытия (ЗС) ВО. Под зоной скрытия ВО в данном случае понимается пространственная зона, в каждом элементе которой неопределенность факта присутствия ВО, оцениваемая по шкале энтропийного показателя EФП ср, обеспечивается на уровне не ниже заданного отсчетного уровня E*ФП. Энтропийный показатель EФП ср рассчитывался для каждого элемента разрешения зоны РЛ поиска на основе соотношения (13). По результатам модельного эксперимента получены зависимости достигаемого при создании маскирующих и имитирующих помех самозащиты размера зоны скрытия от основных параметров задачи: максимальной мощности постановщика помех, чувствительности приемника РТР, обеспечивающего ответный принцип создания помех, расстояния РЛС – ВО.

Анализ результатов эксперимента позволяет сделать следующие выводы:

1. Использование постановщиков активных шумовых помех и имитирующих помех типа «ложные отметки» в режиме самозащиты позволяет затруднить РЛС задачу определения угловых координат защищаемого ВО. Размер создаваемой ЗС зависит от располагаемых постановщиком помех мощности и чувствительности приемника РТР, а также от расстояния между РЛС и защищаемым ВО.

2. Увеличение максимальной располагаемой мощности ПАП приводит к увеличению размера зоны скрытия, однако при увеличении мощности­ выше некоторого значения размер создаваемой ЗС перестает увеличиваться, что обусловлено невозможностью приёмника РТР постановщика помех с чувствительностью W обнаруживать зондирующие сигналы РЛС с некоторых направлений.

3. Повышение уровня чувствительности приемника РТР постановщика помех приводит к увеличению размера создаваемой ЗС, так как более чувствительный приемник РТР обнаруживает зондирующие сигналы РЛС с большего числа угловых направлений, что позволяет создавать ответные помехи в соответствующих элементах разрешения. Однако при повышении чувствительности сверх некоторого уровня рост размера создаваемой ЗС прекращается. Причиной прекращения увеличения размера ЗС является ограниченная максимальная мощность постановщика помехи.

4. Сравнение размеров зон скрытия, достигаемых при действии на РЛС оптимизированных шумовых и имитирующих помех показывает, что имитирующие помехи с изменяемой мощностью обладают преимуществом. При одинаковых уровнях мощности и чувствительности приемников РТР постановщиков шумовой и имитирующей помех выигрыш в размере зоны скрытия, получаемый при использовании имитирующей помехи типа «ложные отметки», по результатам эксперимента составил от 1,5 до 5 раз.

5. Оптимизированные помехи с управляемой мощностью позволяют создавать большие размеры ЗС, чем помехи с постоянной мощностью, так как закон управления мощностью обеспечивает выполнение условия оптимального скрытия. По результатам модельного эксперимента использование имитирующей помехи типа «ложные отметки» с мощностью, управляемой по инверсному закону, обеспечивает увеличение размера ЗС в (1,5... 2,5) раза.

В заключении приведены основные результаты диссертационной работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Основными результатами диссертации являются следующие:

1. Разработана описательная модель современного РЛ средства (РЛС) наблюдения как объекта противодействия с целью скрытия лоцируемых объектов. Проанализированы особенности и основные характеристики РЛС, выявлены состав и содержание базовых операций РЛ наблюдения.

2. Предложено структурное описание скрытности объекта от РЛ наблюдения, основанное на составе базовых операций РЛ наблюдения. Введены понятия скрытности факта присутствия, пространственного положения и других РЛ параметров объекта.

3. Разработан методический аппарат количественного описания скрытности объектов от РЛ средств наблюдения, основанный на информационных показателях неопределенности в виде энтропии апостериорных вероятностных распределений параметров объектов, оцениваемых по результатам РЛ наблюдения.

4. Сформулировано предположение о возможности и сущности оптимизации скрытия объектов от РЛ наблюдения. Разработаны предложения по постановке и решению задач оптимизации скрытия объектов от РЛ наблюдения на основе информационных показателей неопределенности.

5. Получены решения задач оптимизации в виде условий, выполнение которых обеспечивает достижение потенциально возможных уровней скрытности факта присутствия объекта в рассматриваемом элементе разрешения, а также скрытности траектории объекта.

6. Получены решения задач оптимизации в виде условий, выполнение которых обеспечивает достижение потенциально возможных уровней скрытности пространственного положения объекта в пределах зоны, содержащей совокупность элементов разрешения, а также в пределах зоны анализа РЛ измерителя.

7. Выполнен анализ реализуемости условий оптимального по предложенным критериям скрытия объекта от РЛ наблюдения путем создания маскирующих и имитирующих помех РЛС.

8. Разработаны предложения по реализации оптимизированного скрытия углового положения объекта путем создания шумовых и имитирующих помех самозащиты объекта.

9. Выполнен анализ эффективности оптимизированного скрытия углового положения объекта путем создания шумовых и имитирующих помех самозащиты методом компьютерного модельного эксперимента

Публикации по теме диссертации:

Pages:     | 1 | 2 || 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»