Фильтрация координат маневрирующего объекта в трехмерном пространстве по частотно-угломерным измерениям

Эдуард Александрович Кирсанов; Сергей Анатольевич Колесников

doi:10.17308/sait.2020.1/2592

Эдуард Александрович Кирсанов ВУНЦ ВВС «Военно-воздушная академия им. проф. Н. Е. Жуковского и Ю. А. Гагарина» https://orcid.org/0000-0003-2079-5333
Сергей Анатольевич Колесников ВУНЦ ВВС «Военно-воздушная академия им. проф. Н. Е. Жуковского и Ю. А. Гагарина» https://orcid.org/0000-0002-4234-2223

DOI: https://doi.org/10.17308/sait.2020.1/2592

Ключевые слова: маневрирующий объект, марковская фильтрация, фильтрация координат, эффект Доплера

Аннотация

В рамках марковской теории нелинейной фильтрации в дискретном времени предложены и исследованы алгоритмы фильтрации только декартовых координат и частоты и декартовых координат маневрирующего объекта многопозиционной радиосистемой в трехмерном пространстве, соответственно только по угломерным и по частотно-угломерным измерениям с учетом наличия пропусков и аномальных наблюдений. При этом максимальный состав вектора состояния подвижного источника радиоизлучения включает частоту, декартовы координаты и проекции скорости в трехмерном пространстве. Вектор наблюдения содержит в своем максимальном составе измеренные значения частоты, азимута и угла места источника радиоизлучения, поступающие с выходов радиоприемных устройств обнаружителей-пеленгаторов многопозиционной радиосистемы, и учитывает возможность получения аномальных измерений. При фиксации пропуска наблюдение соответствующего обнаружителя-пеленгатора экстраполируется. Фильтрация вектора состояния осуществляется на основе условно-линейного по отношению к пропускам наблюдений фильтра. При этом начальная оценка вектора состояния и ее ковариационной матрицы может задаваться исходя из априорной информации. Показано, что дополнительный учет изменения не только угловых координат маневрирующего источника радиоизлучения, но и часты его сигнала вследствие эффекта Доплера приводит к более существенному уменьшению ошибки местоопределения по сравнению с расширенным фильтром Калмана.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Эдуард Александрович Кирсанов, ВУНЦ ВВС «Военно-воздушная академия им. проф. Н. Е. Жуковского и Ю. А. Гагарина»

д-р техн. наук, проф., начальник кафедры ВУНЦ ВВС «Военно-воздушная академия им. проф. Н. Е. Жуковского и Ю. А. Гагарина» (г. Воронеж)

Сергей Анатольевич Колесников, ВУНЦ ВВС «Военно-воздушная академия им. проф. Н. Е. Жуковского и Ю. А. Гагарина»

канд. техн. наук, старший научный сотрудник ВУНЦ ВВС «Военно-воздушная академия им. проф. Н. Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж)

Литература

1. Afanasiev V. I., Kirsanov E. A., Sirota A. A. Neural Network and statistically optimal algorithms for estimating the coordinates of radio emission sources in multi-position radio systems. Radio Engineering. 2003. No. 10. P. 87–91.
2. Radziyevsky V. G., Sirota A. A. Theoretical foundations of electronic intelligence. Moscow : Radio Engineering , 2004. – 352 p.
3. Kirsanov E. A., Sirota A. A. Information processing in spatially distributed radio monitoring systems: statistical and neural network approaches. Moscow : FIZMATLIT, 2012. 344 p.
4. Melnikov Y. P., Popov S. V. On non-directional methods for positioning aircraft relative to radiation sources. Foreign Radioelectronics. Successes of modern radio electronics. 1991. No. 6. P. 8–14.
5. Tislenko V. I., Savin A. A. Estimation of the location of a ground source of radio emission in a space system with measurements of the signal frequency. Radio Engineering. 2006. No. 11. P. 24–30.
6. Savin A. A., Tislenko V. I. Quasi-optimal estimation of the coordinates of a ground source of radiation in a space system with measurements of the frequency of radio signals. Reports of TUSUR. 2006. No. 6. P. 96–102.
7. Koziratsky A. Y. [et al. ] Evaluation of the possibility of coordinating radio sources with a mobile receiver based on the Doppler effect. Radio Engineering. 2017. No. 9. P. 64–67.
8. Chan Y. T., Jardine F. L. Target localization and tracking from Doppler-shift measure-ments. IEEE Journal of Oceanic Engineering. 1990. No 3. P. 251-257. DOI
9. Battistelli G. [et al.] A new approach for Doppler-only target tracking. Proceedings of the 16th International Conference on Information Fusion. IEEE, 2013. P. 1616–1623.
10. Battistelli G. [et al.] Networked target tracking with Doppler sensors. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems. 2015. No 4. P. 3294–3306. DOI
11. Tikhonov V. I., Kharisov V. N. Statistical analysis and synthesis of radio engineering devices and systems. Moscow : Radio and communications, 2004. 608 p.
12. Vasin V. A. [et al.] Information technology in radio engineering systems; under the editorship of I. B. Fedorov. Moscow : Publishing house of N. E. Bauman MSTU, 2011. 846 p.