Графический интерфейс пользователя

 

Для управления и отображения результата функционирования программной модели используется ГИП, поэтому он содержит инструменты, такие как кнопки, всплывающие списки, поля для ввода данных, графический индикатор и т.п. ГИП используемый для работы с рассматриваемой программной моделью представлен на рисунке11.

Изображенный на рисунке ГИП позволяет наблюдать результаты, оперативно управлять вычислительным процессом программной модели и изменять ее параметры, такие как:

-  угловое расположение источника имитируемого сигнала относительно диаметральной плоскости приемной антенны (КУ - в горизонтальной плоскости и УН - в вертикальной плоскости);

-  амплитудный уровень имитируемых сигналов;

-  частота тонального сигнала;

-  коэффициент временного накопления пространственных каналов наблюдения;

-  уровень шумов в элементарных каналах;

 

Рисунок 11 - Графический интерфейс пользователя

 

-  амплитудное распределение элементарных каналов в горизонтальной плоскости в рабочем секторе пространственного канала.

Необходимый алгоритм обработки сигналов (аддитивный, мультипликативный, нормированный мультипликативный) с элементарных каналов при формировании ПК выбирается при помощи раскрывающегося списка ГИП.

Кнопка «Просмотр антенны» предназначена для отображения изображения трехмерной модели сымитированной приемной антенны во всплывающем окне.

В правой части ГИП отображаются амплитудный график откликов пространственных каналов («быстрый» обзор по горизонтали). По оси абсцисс графика расположены пространственные каналы, по оси ординат - энергия, в условных единицах.

Кнопка с функцией «Отображение» предназначена для включения вывода амплитудного графика веера пространственных каналов наблюдения на ГИП. Возможность отключения вывода графика позволяет получить прирост в производительности программной модели, поскольку блок анализа автоматизирован, и необходимость визуального контроля за процессом моделирования отсутствует.

Для автоматизации процесса вычислений предусмотрена установка диапазона изменения угловых расстояний между имитируемыми источниками сигнала («КУ нач», «КУ кон») с желаемым шагом («Шаг КУ»). При выполнении экспериментального исследования (включения блока анализа) в таблице, расположенной в левом нижнем углу, будет фиксироваться текущее угловое расстояние между целями и количество разрешений целей по принятому порогу. При наборе нужного количества опытов блок анализа не останавливает выполнение, а изменяет угловое расстояние в соответствии с «КУ нач», «КУ кон» и «шаг КУ».

В области ввода текста «Кол-во опытов» указывается количество опытов на каждом угловом расстоянии между целями. В окошке «Итог» выводится количество разрешений целей при текущем расстоянии между ними на текущий цикл. Кнопка «Сброс» позволяет обнулить количество разрешений. При установке флажка «Счет» подключается блок анализа к программе, при снятии флажка выполнение программы останавливается (включается кнопка «Стоп»).

Кнопка «Пуск» предназначена для запуска программной модели. кнопка «Стоп» служит для остановки программной модели и индикации состояния функционирования (если кнопка включена - программа остановлена, если выключена - выполняется).

 

   
5. Модельное исследование алгоритмов формирования ПК

 

Для обеспечения безопасности плавания ТПЛ, особенно перед всплытием, необходимо иметь четкую картину ближней надводной обстановки. Для определения количества надводных «препятствий» и для наилучшего оценивания параметров их движения следует иметь наилучшее разрешение по пространству каналов наблюдения. Наиболее гибким (в плане модернизации) элементом в такой ГАС ШП является ЦВК, который включает в себя реализацию алгоритма формирования веера ПК и систему отображения обработанной информации. Как известно, чем меньше ширина характеристики направленности ПК, тем больше разрешение. Для манипуляции шириной ХН можно применять различные алгоритмы формирования ХН, обеспечивающие различную ширину ХН, такие как: аддитивный; мультипликативный и нормированный мультипликативный алгоритмы.

Для исследования разрешающей способности ГАС ШП было решено взять 2 цели с различными значениями соотношений уровней сигнала и углов расположения источников имитируемых сигналов относительно диаметральной плоскости антенны по горизонтали. Накопление было выбрано - 8 мс, при количестве опытов - 100. Курсовой угол и уровень сигнала первой цели решено было оставить неизменным. Для второй цели курсовой угол определялся угловым расстоянием между целями. Пределы углового расстояния между целями для каждого соотношения уровней сигналов определялись экспериментально. Шаг изменения углового расстояния был выбран 0,05. Уровень сигнала от второй цели в процессе анализа изменялся от 1 до 10 с шагом 1 вручную. Также при моделировании углы наклона обеих целей было решено принять нулевыми, т.к. рассматриваемая приемная антенна имеет довольно широкую ХН по вертикали и в приемном тракте не предусмотрено формирование веера ХН по вертикали. Коэффициент амплитудного распределения устанавливался для каждого опыта индивидуально.

Основой анализа разрешающей способности трёх алгоритмов является критерий Рэлея [6], согласно которому два точечных объекта могут быть разрешены, если между максимумами откликов от них наблюдается провал до -3 дБ от уровня отклика слабой цели.

При моделировании, для упрощения модели и уменьшения нагрузки на компьютер, было решено идеализировать внешнюю среду, т.е. не учитывать искажения сигналов при прохождении водной среды от цели до приемной антенны. Помимо этого в данной модели не учитывается возможный разброс характеристик элементов имитируемого комплекса, таких как чувствительность приемников антенны, коэффициенты передачи каналов АПО и прочее.

Также при выполнении первичного сравнительного анализа алгоритмов обработки сигналов было решено не учитывать влияние помехи (шумов водной среды, шумов усилителей и АЦП), т.е. рассматривать принятые сигналы от целей без подачи шумовой составляющей на приемники.