WWW.BOOK.LIB-I.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Электронные ресурсы
 

«А.В. Сисков (представил проф. Ю.П. Пятков) В целях повышения степени реализации возможностей по выдаче радиол окационной информации ...»

УДК 681.21

АДАПТИВНЫЕ МЕТОДЫ ВЫДАЧИ

РАДИОЛОКАЦИОННОЙ ИНФОРМАЦИИ В АСУ ПВО

А.В. Сисков

(представил проф. Ю.П. Пятков)

В целях повышения степени реализации возможностей по выдаче радиол окационной информации в АСУ ПВО предлагается адаптивно изменять

размер донесений о воздушных объектах и дискретность их выдачи в зав исимости от пропускной способности каналов связи, складывающейся во здушной обстановки, требований потребителей к качеству информации и важности воздушных объектов.

Постановка проблемы. Обмен радиолокационной информацией (РЛИ) в АСУ ПВО осуществляется в виде дискретных формализованных донесений о воздушных объектах (ВО) и помеховой обстановке. Непосредственную выдачу РЛИ в канал связи (КСв) и ее пр ием (рис. 1) обеспечивает система передачи данных (СПД), которая соединяет аппаратуру передачи данных (АПД) источников и потребителей.

Потребители КВ(W(t)), Требования к выдаче РЛИ W(t) КТ(W(t)) РЛИ: КT(W(t)) АПД a b Внешние КВ предл.

воздействия: W(t) КСв сущ. c СПД КТ e АПД f Источники Возможности по выдаче 0 t1 t РЛИ: КВ(W(t)) РЛИ Рис. 2. График реализации возможностей по выдаче РЛИ Рис. 1. Схема выдачи РЛИ Потенциальные возможности источников по количеству выдаваемых донесений о ВО с заданным качеством за период обновления РЛИ (КВ) определяются требованиями ее потребителей (КТ) и должны удовлетворять условию КВ КТ, что соответствует интервалу времени [0, t 1] на графике реализации возможностей по выдаче РЛИ (рис.



2). Вместе с А.В. Сисков, 2003 120 ISSN 1681-7710. Системи обробки інформації, випуск 4, 2003 тем, степень реализации возможностей по выдаче РЛИ (отношение КВ/КТ) в боевых условиях в результате внешних воздействий (W – радиоэлектронного (РЭП) и огневого подавления элементов АСУ и СПД, и зменений воздушной обстановки) могут оказаться меньше тр ебуемых (участок ef на рис. 2). Предотвращение такой ситуации вызывает определенные затруднения, обусловленные фиксированным размером и ди скретностью выдачи донесений о ВО, что не позволяет учесть ряд особенностей функционирования АСУ ПВО в условиях боевых дейс твий:

резкое возрастание плотности информационного потока, обусловленное массированным применением противником средств воздушного нападения;

снижение пропускной способности КСв из-за РЭП;

уменьшение количества КСв из-за огневого подавления;

изменение требований к качеству РЛИ о ВО в зависимости от этапа боевых действий по ним.

Таким образом, в процессе выдачи РЛИ может возникать проблема, состоящая в противоречии между требованиями потребителей к ее выдаче и реализуемыми возможностями источников по выполнению этих требований:

V Т KT KВ П, (1) L где VП – скорость передачи донесений, бит/с; T – дискретность (периодичность) обновления донесений о ВО, с; L – размер донесения, бит.

Решение данной проблемы направлено на обеспечение пунктов управления ПВО необходимой разведывательной и боевой РЛИ для оценки воздушной обстановки, целераспределения и целеуказания огн евым средствам. Организация такого обеспечения является важным пра ктическим заданием информационной подсистемы АСУ ПВО [1, 2].

Решить данную проблему можно с помощью специальных методов выдачи РЛИ, позволяющих адаптировать размер и дискретность выдачи донесений о ВО к вышеперечисленным особенностям (уменьшить L и увеличить Т в формуле 1). Разработка таких методов является важным научным заданием при разработке математического и программного обеспечения перспективных АСУ ПВО.





Анализ литературы.

В существующих АСУ ПВО можно выделить две группы методов решения данной проблемы [2 – 4]:

1) канальные методы – выделение дополнительных каналов связи или передача РЛИ по обходным маршрутам в СПД;

2) информационные методы – группирование или селекция ВО.

Вместе с тем, применение канальных методов ограничено ввиду их огневого подавления и использования противником электромагнитных бомб. Применение информационных методов приводит к потерям качества выдаваемой информации за счет уменьшения полноты (количества выдаваемых донесений о ВО за период обновления РЛИ) и точности.

Таким образом, в общей проблеме можно выделить нерешенную часть, которая возникает при ограничении канальных ресурсов и жес тких требованиях к качеству выдаваемой РЛИ.

В целях ее решения предлагается адаптивно изменять размер донесений о ВО с помощью сжатия РЛИ без потерь ее качества или изменять дискретность выдачи РЛИ с минимизацией таких потерь.

Использование международного формата обмена РЛИ ASTERIX [5] для этой цели позволяет формировать переменную структуру донесений за счет исключения тех или иных информационных элементов, ч то уменьшает L в (1). Вместе с тем, данный формат не дает рекомендаций по обоснованному отбору элементов данных для их исключения из донесения.

Применение традиционных методов сжатия информации [6, 7] для решения данной проблемы затруднено из-за неоднородности данных в донесениях о ВО и необходимости учета ошибок измерений параметров ВО, а переменная дискретность выдачи РЛИ осуществляется только в неавтоматизированном режиме.

Таким образом, перечисленные ограничения существующих подходов обуславливают необходимость разработки методов адаптивной выдачи РЛИ с учетом особенностей донесений о ВО.

Так как в перспективных АСУ ПВО предполагается использовать формат обмена РЛИ ASTERIX, то оценку практических результатов применения методов адаптивной выдачи РЛИ целесообразно проводить для этого формата.

Цель статьи. Таким образом, целью исследования является разработка адаптивных методов выдачи донесений о ВО для повышения степени реализации возможностей в АСУ ПВО по выдаче РЛИ, которые отличаются от существующих адаптивным размером донесений и дискретностью их передачи.

Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:

1) разработка методов сжатия информационных элементов в донесениях о ВО без потерь их полноты и точности (участок ab на рис. 2):

сжатие признаковой информации;

сжатие информации о скорости ВО;

сжатие координатной информации.

2) разработка метода выдачи РЛИ с переменной дискретностью и с минимизацией потерь качества РЛИ (участок bc на рис. 2).

Метод сжатия признаковой информации. На основании анализа признаковой информации в донесениях о ВО можно разделить все пр изнаки по частоте изменения своих значений на соответствующие группы (например, редко изменяющиеся и часто изменяющиеся). Сжатие и нформации предлагается осуществлять за счет исключения из донесения неизменившейся группы признаков, что позволит восстановить их на приемной стороне по предыдущему значению. Очевидно, что эффекти вность этого метода будет зависеть от правильного формирования групп признаков. Ввиду случайного характера изменения признаков можно проводить лишь вероятностный прогноз достигаемой при этом степени сжатия информации.

Если применение данного метода не позволяет решить возникшую проблему (1), то целесообразно дополнительно сжимать информацию о скорости в донесениях о ВО.

Метод сжатия информации о скорости ВО. Функцию расчета значений скорости движения ВО можно передать потребителю РЛИ, так как эти значения являются производными от ее координат. За счет этого предлагается исключать информацию о скорости ВО из донесений. Для применения данного метода необходимо учитывать признак новизны ВО (выдается ли ВО первый раз данному потребителю), чтобы обеспечить возможность восстановления значения скорости ВО на приемной стороне, а также пропуски ВО, чтобы обеспечить однозначность значения скорости ВО на приемной и передающей стороне. Применение данного метода для формата ASTERIX позволяет уменьшить на 6 байт размер донесения о ВО.

Если применение данного метода не позволяет решить возникшую проблему (1), то целесообразно дополнительно сжимать координатную информацию о скорости в донесениях о ВО.

Методы сжатия координатной информации. Предлагается использование трех методов для сжатия координатной информации:

1) метод относительного кодирования координат ВО;

2) метод коррекции моделируемой трассы ВО;

3) метод переноса системы координат в зону полетов ВО.

В основу метода относительного кодирования координат ВО (рис.

3) положена идея дельта-кодирования [6], которая состоит в передаче лишь изменений информационного параметра. Вместе с тем, поточны й характер его применения неприемлем для передачи РЛИ ввиду разнородности информации в донесении. Кроме того, необходимо учитывать ошибки измерений параметров ВО для определения размера сжатого поля да нных. Поэтому предлагается применять дельта-кодирование не для всего потока РЛИ, а лишь для конкретных информационных элементов – одноименных координат в последовательных донесениях по одному ВО.

Длина относительного кода координат зависит от скорости ВО. Анализ возможных значений скоростей полета различных типов СВН [8] показывает, что максимальное приращение значений их плоскостных коо рдинат за 10 с с учетом ошибок измерения координат соответствует длине кода в 7 – 10 бит для разных типов РЛС. Это на 38 – 56 % меньше, чем коды координат в формате ASTERIX. Данный метод целесообразно использовать при небольших скоростях полета ВО, чтобы ограничить ра змер кода координат одним байтом. Если ВО высокоскоростной, то эффективнее будет использовать методы, представленные ниже.

–  –  –

В основу метода коррекции моделируемой трассы ВО (рис. 4) положена идея линейно-предсказывающего кодирования [5]. Учитывая неоднородность информации в донесении о ВО и ошибки измерений предлагается передавать в донесениях не абсолютные значения координат цели (X, Y, H), а ошибки их прогноза (экстраполяции), что уменьшает количество координатной информации. При использовании этого метода нео бходимо определить правила экстраполяции и сглаживания координат с учетом модели движения ВО (например, такие как в [9]).

При использовании модели прямолинейного равномерного движения ВО для данного метода, в донесении будет передаваться разность между экстраполированными и сглаженными значениями координат, а на участке маневра – разность между экстраполированными и измеренными значениями координат. Анализ возможных величин этих разностей показывает, что максимальная длина их кода c учетом ошибок измерения координат составляет 7 – 9 бит для разных типов РЛС. Это на 44 – 56% меньше, чем коды координат в формате ASTERIX. Данный метод целесообразно использовать для неманеврирующих ВО, чтобы ограничить размер кода координат одним байтом.

В случае группового характера полета ВО предлагается осуществить параллельный перенос наземной системы координат в зону полетов ВО (рис. 5) и использовать в даль- Y x нейшем подвижную систему ко- ординат, что уменьшает количе- ство координатной информации. y При переносе начала системы YЦ координат на один из ВО такое уменьшение обусловлено тем, что расстояния между ВО в отдельных группах в несколько раз X XЦ меньше, чем расстояния от них до Рис. 5. Метод переноса системы координат наземной системы координат.

Анализ построения боевых порядков СВН [8] показывает, что коды координат в рамках таких групп имеют размер, не превышающий 7 – 9 бит, c учетом ошибок измерения координат для разных типов РЛС. Это на 44 – 56 % меньше, чем в формате ASTERIX.

Если применение методов сжатия РЛИ без потерь ее качества не позволяет решить возникшую проблему (1), то предлагается увеличивать дискретность выдачи донесений по ВО, удовлетворяющим определе нным условиям.

Метод выдачи РЛИ с переменной дискретностью. Предлагается устранять избыточность РЛИ за счет выдачи донесений о ВО с переме нной дискретностью. Минимизировать потери качества информации при этом предлагается исходя из важности целей, их подлетного времени до заданных рубежей и уменьшения точности восстановления информации из-за увеличения дискретности.

Предлагается разделить ВО на несколько групп по приоритету их важности (степени опасности). Отбор ВО для исключения их из перед ачи в данном цикле выдачи РЛИ предлагается проводить, начиная с группы с наименьшим приоритетом.

Данная задача относится к классу многокритериальных. Для ее решения предлагается использовать метод Гермейера, основанный на м инимаксном критерии с учетом предпочтения альтернатив [10]:

Fi min max p j w j i, iA jJ где A – множество альтернатив для отмены выдачи донесения о ВО в данном цикле обновления информации; J – множество преобразований целевых функций j 1, 2 : минимума потерь точности РЛИ и максимума подлетного времени до заданного рубежа для ВО, исключенного из передачи в данном цикле выдачи РЛИ; p j – вес j-й целевой функции, характеризующий ее предпочтение относительно других целевых функций, который определяется экспертным путем с учетом условия нормировки p j 1 ;

j w j – преобразование j-й целевой функции, обусловленное необходимостью приведения ее к безразмерному виду, так как целевые функции имеют различную размерность.

Если применение данного метода приводит к неприемлемым потерям качества РЛИ по отдельным ВО, то целесообразно для этих ВО пр именить методы группирования или селекции [2 – 4].

Выводы.

В результате данного исследования получены следующие научные результаты:

1) получил дальнейшее развитие метод изменения состава информационных элементов в донесениях о ВО в формате ASTERIX за счет формирования групп признаков с близкой частотой изменения, а также восстановления составляющих скорости по двум последовательным донесениям об одном ВО;

2) усовершенствованы методы сжатия РЛИ за счет учета ошибок измерения траекторных параметров ВО и неоднородности информации в донесениях;

3) впервые получено сжатие РЛИ за счет переноса системы коорд инат в зону полетов ВО;

4) впервые получено сжатие РЛИ за счет переменной дискретности выдачи донесений с учетом важности ВО, подлетного времени до заданных рубежей и ошибок восстановления координат.

Практическим результатом исследования является увеличение степени реализации возможностей по выдаче РЛИ в АСУ ПВО за счет уменьшения интенсивности информационного потока РЛИ при сжатии информационных элементов в донесениях о ВО и переменной дискре тности их выдачи.

Перспективами дальнейших исследований является разработка методики адаптивного управления выдачей радиолокационной информ ации, которая в зависимости от складывающейся воздушной обстановки и пропускной способности канала связи выбирает оптимальный метод сжатия информации для каждого донесения о воздушных объектах. Это приведет к дальнейшему увеличению степени реализации возможностей по выдаче радиолокационной информации в автоматизированной системе управления ПВО.

ЛИТЕРАТУРА

1. Неупокоев Ф.К. Противовоздушный бой. – М.: Воениздат, 1989. – 262 с.

2. Глебов Ю.В., Войтович С.А., Патракеев И.М. Математическое и пр ограммное обеспечение автоматизированных систем управления. – Х.: ХВУ, 1988. – 239 с.

3. Глебов Ю.В., Грачёв В.М., Абрамов В.А. Теоретические основы автоматизации управления в войсках ПВО. – Х.: ВИРТА ПВО, 1984. – 280 с.

4. Глебов Ю.В., Абрамов В.А. Автоматизация боевого управления в во йсках ПВО. – Х.: ВИРТА ПВО, 1988. – 230 с.

5. EUROCONTROL STANDARD DOCUMENT FOR RADAR DATA EXCHANGE,

Part 1. – All Purpose Structured Eurocontrol Radar Information Exchange (ASTERIX), (Ref: SUR.ET1.ST05.2000-STD-01-01), November 1997, 59 р.

6. Методы сжатия данных. Устройство архиваторов, сжатие изображений и видео / Д. Ватолин, А. Ратушняк, М. Смирнов, В. Юкин. – М.: ДИАЛОГМИФИ, 2002. – 384 с.

7. Олифер Л.М, Олифер М.Н. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. – С.-Пб.: Питер, 2000. – 500 с.

8. Средства воздушно-космического нападения противника и их характеристика как целей для Войск ПВО / В.К. Стрельников, В.И. Пустоветов,

Ю.С. Соломатин, В.А. Гречанинов / Под ред. В.К. Стрельникова. – Х.:

ВИРТА ПВО, 1988. – 372 с.

9. Кузьмин С.З. Цифровая радиолокация. Введение в теорию. – К.: КВІЦ, 2000. – 428 с.

10. Зайченко Ю.П. Исследование операций: Учебник. – К.: Вища школа, 1988. – 552 с.

–  –  –

СИСКОВ Александр Васильевич, адъюнкт ХВУ. В 1997 году окончил ХВУ. Область научных интересов – применение адаптивных методов для управления информационными




Похожие работы:

«Реклама магазина одежды на cvet-v-odezhde.ru? У нас ищут то, что продаете Вы! Web: http://cvet-v-odezhde.ru Имейл: valentina@cvet-v-odezhde.ru uwomen.ru@gmail.com Презентация не актуальна, находится в стадии обновления. Реклама на женском сайте Цвет в одежде.ру http://cvet-v-odezh...»

«УДК 821.161.1-312.4 ББК 84(2Рос=Рус)6-44 Л47 В оформлении обложки использованы иллюстрация художника А. Шпакова и фотографии: Andrey Arkusha, jlip, Aquamethods, Petar Djordjevic / Shutterstock.com Используется по лицензии от Shutterstock.co...»

«Тула Издательство "Неография" ББК 85 (2Р – 4Тул) К 78 Красивомечье. Альбом фотографий и репродукций. – Тула: Неография, 2009. – 144 с. Представлены живописные пейзажи по реке Красивая Меча и ее прито...»

«INHALT / CONTENTS Artikel / Articles Gerhard Neweklowsky (wieN / klaGeNfurt) franz ritter von Miklosich (1813–1891) Zu seinem 200. Geburtstag ИрИна Подтергера (Freiburg i. br.) типы аргументации в споре о кн...»

«ФЕДЕРАЛЬНАЯ г п АНТИМОНОПОЛЬНАЯ СЛУЖБА (ФАС России) Руководителю Московского СТАТС-СЕКРЕТАРЬ ЗАМЕСТИТЕЛЬ УФАС России РУКОВОДИТЕЛЯ Р.А. Петросяну Садовая Кудринская, 11 Москва, д-242, ГСП-5, 123995 тел. (499) 795-71-69, факс (499) 254-83-00 delo(S),fas. gov.ru htt...»

«Елена Чернцова Когнитивная семантика парентез оказалось, оказывается в разных дискурсивных контекстах Rocznik Instytutu Polsko-Rosyjskiego nr 1, 75-82 Rocznik Instytutu Polsko-Rosyjskiego Nr 1 (6) 2014 Чернцова...»

«Доброе отношение к родителям: Обязательство и Преданность (часть 1 из 3) Описание: Наставление Корана. Авторство: Айша Стейси (© 2010 IslamReligion.com) Опубликовано 14 Jun 2010 Последние изменения 04 Jul 2010 Категория: Статьи Поклонение: о...»

«1 Лекция № 10. УНИКАЛЬНАЯ И НЕПОВТОРИМАЯ ЗВЕЗДА – СОЛНЦЕ Неистощимость Солнца всегда поражала человеческое воображение. Ведь наше светило излучает энергию миллиарды лет с поразительным постоянством. Ответ на вопрос: “Почему светит Солнце?” – простой: светит потому, что го...»









 
2017 www.book.lib-i.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные ресурсы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.