Назначение основных элементов системы.

Задание на курсовую работу

Исходные данные

1. Метод определения местоположения - угломерно-разностно-дальномерный.

.   Координаты приемных позиций по оси X:_a, км=-25_в , км=25

.   Координаты приемных позиций по оси Y:

Y_a, км=0

.   Пеленг из точки А на источник излучения: Θ_a^o=45.

.   Пеленг из точки B на источник излучения: Θ_в^o=---.

.   Коэффициент шума приемника: K_ш =4.4.

.   Условная вероятность ложной тревоги: F =10^-6.

.   Импульсная мощность сигнала источника излучения:P₀,мВт =2.

.   Длительность импульса источника излучения: T₀, мкс =3.

.   Вид обработки: корреляционный РЧ.

.   Измеритель: Квазиоптимальный дискриминатор ФМС с суммарно-разностной обработкой.

.   Круговая среднеквадратическая ошибка: Rск_доп, км =1.

.   Коэффициент неидентичностей приемных каналов по амплитуде: a=0.9.

.   Неидентичность приемных каналов по фазе: ∆φ⁰,=4.

.   Ширина ДНА источника излучения:∆Θ_рпу⁰ =10.

.   Средний уровень боковых лепестков ДНА по мощности источника излучения: ŋ_рпу, дБ=23.

.   Длинна волны λ,м=0.3.

.   Ширина ДНА приёмной антенны ∆Θ_РПрУ⁰,град=30.

19. Время разности хода _АВ,мс=0.03

Выполнение курсовой работы

Разработка структурной схемы местоопределения

Принцип определения координат при заданном методе местоопределения

• Построение на местности приемных позиций.

Местоопределение источника излучения при угломерно-разностно-дальномерном способе определения находится как точка пересечения двух линий пересечения: прямой линии и гиперболы.

Система местоопределения, реализующая данный способ состоит из нескольких (в нашем случае двух) территориально разнесенных на местности радиопеленгационных пунктов, имеющих в своём составе радиопеленгатор в точке А и измеряющего направление Θ и двух приёмных станций соответственно в точках А и В и измеряющих разность расстояний от источника до приёмных пунктов, узлы и средства связи, средства сбора пеленгов, средства вычисления и отображения координат пеленгуемых источников радиоизлучения.

Данная радиопеленгаторная сеть состоит из двух радиопеленгаторов, координаты которых в прямоугольной системе координат XOY: РП1 (в точке А) - (-25;0), РП2 (в точке В) - (25;0).Первый радиопеленгатор (РП1) пеленгует источник излучения под углом Θa⁰=45⁰, радиопеленгатор (РП1) совместно с (РП2)определяют разность расстояний - с временем разности хода _АВ, =0.03 мс. Положение источника излучения (точка М) определяется как точка пересечения линии положения и гиперболы проведенной на карте (Рис.1) под углом Θa⁰ из точки расположения РП1 и совместной работы РП1 с РП2 по определению разности расстояния соответственно.

• Расчёт координат источника радиоизлучения.

 

Итак, координаты источника радиоизлучения (точка М) могут быть найдены по формулам:

 

X_м = =19.3км

Y_м=ctgΘa⁰(X_м+ d/2)=ctg45•(19.3+25)=44.3км

 

где 2a=r_p=(r_a-r_b)=C∙ _АВ∙2=3•10⁸ 3•10^-5•2=18км_p- разность расстояний

Таким образом: М(19.3;44.3)

Структурная схема системы местоопределения

• Структурная схема системы местоопределения.

В пункте 2.1.1. мы уже изобразили приёмную позицию, структурная схема системы местоопределения для рис.1 имеет следующий вид:

Литература

 

1. Основы радиоперехвата и анализа радиоизлучений. Часть 1. Обнаружение и спектральный анализ радиоизлучений: Учебное пособие/ А.К. Федоров, В.В Латушкин - Минск. Военная академия, 1997-166с.

. Основы радиопеленгации. Часть 1. Системы местоопределения источников радиоизлучения. Учебное пособие/ В.В Латушкин, А.К Федоров. Минск: Военная академия, 1997.-91 с.

. Основы радиопеленгации. Часть 2. Радиопеленгаторы. Учебное пособие / В.В. Латушкин - Минск: Военная академия, 1999-199с.

. Конспект лекций

Задание на курсовую работу

Исходные данные

1. Метод определения местоположения - угломерно-разностно-дальномерный.

.   Координаты приемных позиций по оси X:_a, км=-25_в , км=25

.   Координаты приемных позиций по оси Y:

Y_a, км=0

.   Пеленг из точки А на источник излучения: Θ_a^o=45.

.   Пеленг из точки B на источник излучения: Θ_в^o=---.

.   Коэффициент шума приемника: K_ш =4.4.

.   Условная вероятность ложной тревоги: F =10^-6.

.   Импульсная мощность сигнала источника излучения:P₀,мВт =2.

.   Длительность импульса источника излучения: T₀, мкс =3.

.   Вид обработки: корреляционный РЧ.

.   Измеритель: Квазиоптимальный дискриминатор ФМС с суммарно-разностной обработкой.

.   Круговая среднеквадратическая ошибка: Rск_доп, км =1.

.   Коэффициент неидентичностей приемных каналов по амплитуде: a=0.9.

.   Неидентичность приемных каналов по фазе: ∆φ⁰,=4.

.   Ширина ДНА источника излучения:∆Θ_рпу⁰ =10.

.   Средний уровень боковых лепестков ДНА по мощности источника излучения: ŋ_рпу, дБ=23.

.   Длинна волны λ,м=0.3.

.   Ширина ДНА приёмной антенны ∆Θ_РПрУ⁰,град=30.

19. Время разности хода _АВ,мс=0.03

Выполнение курсовой работы

Разработка структурной схемы местоопределения

Принцип определения координат при заданном методе местоопределения

• Построение на местности приемных позиций.

Местоопределение источника излучения при угломерно-разностно-дальномерном способе определения находится как точка пересечения двух линий пересечения: прямой линии и гиперболы.

Система местоопределения, реализующая данный способ состоит из нескольких (в нашем случае двух) территориально разнесенных на местности радиопеленгационных пунктов, имеющих в своём составе радиопеленгатор в точке А и измеряющего направление Θ и двух приёмных станций соответственно в точках А и В и измеряющих разность расстояний от источника до приёмных пунктов, узлы и средства связи, средства сбора пеленгов, средства вычисления и отображения координат пеленгуемых источников радиоизлучения.

Данная радиопеленгаторная сеть состоит из двух радиопеленгаторов, координаты которых в прямоугольной системе координат XOY: РП1 (в точке А) - (-25;0), РП2 (в точке В) - (25;0).Первый радиопеленгатор (РП1) пеленгует источник излучения под углом Θa⁰=45⁰, радиопеленгатор (РП1) совместно с (РП2)определяют разность расстояний - с временем разности хода _АВ, =0.03 мс. Положение источника излучения (точка М) определяется как точка пересечения линии положения и гиперболы проведенной на карте (Рис.1) под углом Θa⁰ из точки расположения РП1 и совместной работы РП1 с РП2 по определению разности расстояния соответственно.

• Расчёт координат источника радиоизлучения.

 

Итак, координаты источника радиоизлучения (точка М) могут быть найдены по формулам:

 

X_м = =19.3км

Y_м=ctgΘa⁰(X_м+ d/2)=ctg45•(19.3+25)=44.3км

 

где 2a=r_p=(r_a-r_b)=C∙ _АВ∙2=3•10⁸ 3•10^-5•2=18км_p- разность расстояний

Таким образом: М(19.3;44.3)

Структурная схема системы местоопределения

• Структурная схема системы местоопределения.

В пункте 2.1.1. мы уже изобразили приёмную позицию, структурная схема системы местоопределения для рис.1 имеет следующий вид:

Назначение основных элементов системы.

Распишем назначение основных элементов приведенной выше структурной схемы системы местоопределения:

.Радиопеленгаторы (измерители) 1 и 2 - на основе измерения параметров электромагнитной волны определяют радиопеленгационные параметры, значения которых поступают в счетно-решающее устройство.

. Вычислительное (счётно-решающее) устройство - определяет координаты источника радиоизлучения в той или иной системе координат (в нашем случае в прямоугольной системе координат X0Y), в результате обработки данных, поступающих с радиопеленгаторов.

 

2.1.3 Расчёт ошибок определения координат источника радиоизлучения

• Расчёт параметров эллипса рассеивания в точке источника радиоизлучения.

Расчёт отношения сигнал/шум для первого и второго радиопеленгаторов:

 

 (1)

 (2)

 

где - энергия принятого на пеленгаторе сигнала ();

- спектральная плотность шума.

 

, (3)

 

где -мощность принятого на пеленгаторе сигнала ();

-длительность импульса источника излучения (по условию =3 мкс).

 

, (4)

 

где к- постоянная Больцмана

 

(к=1.38 );

 

-коэффициент шума приемника (по условию =4.4);

- шумовая температура ( =300К)

 

; (5)

 

где -импульсная мощность сигнала источника излучения (по условию );

-коэффициент усиления передающей антенны;

- коэффициент усиления приемной антенны;

- длина волны (по условию =0.3м);

r- расстояние от пеленгаторов до источника излучения.

местоположение координата радиоизлучение обнаружитель

; (6)

 

где - ширина ДНА источника излучения;

- средний уровень боковых лепестков передающей антенны(по условию 23);

Переведем  из дБ в разы, использовав следующею формулу:

 

=  (7)

 

Итак, расчет отношения сигнал/шум для 1-го и 2-го радиопеленгаторов начнем с определения коэффициентов усиления передающей антенны, подставив в выражение (6) данные из условия.

 

 =2.004раз; (8)

 

Вычислим расстояния от РП-ов до источника излучения ():

 

= 62.6км; (9)

 

где угол 45 -угол наклона 1-ой линии положения к оси ОХ.

 

 =44.6км (10)

 

 Теперь определим мощность принятых на РП-ах сигналов ( и ) по формуле (5):

 

=  =5.835•10^-14Вт;

=  =1.149•10^-13Вт

 

На основе полученных данных рассчитаем энергию принятых на РП-ах сигналов, используя выражение (3):

 

= 5.835∙10^-14•3•10^-6=17.5∙10^-20 Вт c

=1.149∙10^-13•3•10^-6=34.5∙10^-20 Вт c

 

Спектральная плотность шума имеет следующее численное значение:

 

= 1.38•10^-23•4.4•300=1.8∙10^-20 Вт c

 

 Таким образом, для вычисления отношения сигнал/шум получены все численные значения. Тогда, подставляя их в выражение (2), получим:

 

= =3.1;

= =4.35;

 

Отношение сигнал/шум было найдено нами для того, чтобы в последствии определить среднеквадратическое отклонения (СКО)

Но сначала определим характеристику радиопеленгаторов 1-го и 2-го -вероятность правильного обнаружения РП-ов 1 и 2-D и D :

 

= ;

= ;

 

А теперь вычислим - СКО измерения пеленга и СК значение погрешности измерения разности времён запаздывания:

 

= ;

 C∙ = =3∙10⁸ 3∙10^-5•1.8∙10^-20/34.5•10^-20=0.47км;

= = 1.56 c;

Ψ=arcsin((d∙sinΘ)/ )=arcsin((50 sin45)/44.6)=52.4⁰

На основе полученных численных значений  и найдем  и ―СКО измерения линий положения 1 и 2:

=r_a =62.6км =169•10^-2км

= /(2∙sin(ψ/2))= (0.47)/(2∙sin(52.4/2))=53.2•10^-2 км

 

Теперь непосредственно перейдем к расчету параметров эллипса.

Определим угол отклонения от биссектрисы из угла ,который является углом пересечения линий положения v:

 

V= arctg (11)

 

можно определить при помощи приведенного выше рисунка.

= Ψ/2=52.4⁰/2=26.2⁰

Зная , можем найти v,подставив значение в выражение (11)

 

V= arctg =10.9⁰   

 

Чтобы построить эллипс рассеивания нужно найти малую и большую полуоси, для этого воспользуемся формулами:

 

a =

b = ;

 

Тогда:

a =4км b =0.51км

Зная малую (b) и большую(a) полуоси построим эллипс рассеивания: