Файл: Верба В.С. - Авиационные комплексы радиолокационного дозора и наведения (Системы мониторинга) - 2008.pdf

Рис. 8.10 Рис. 8.11 

Рис. 8.12 Рис. 8.13 

Рис. 8.14 Рис. 8.15 

8.4. Управление летательными аппаратами 

в многопозиционных системах наведения 

Многопозиционные системы наведения представляют собой совокупность 

функционально связанных систем наведения нескольких пространственно раз­
несенных объектов управления, радиолокационные датчики которых образуют 

единую многопозиционную радиолокационную систему [43]. Отличительной 
особенностью этих систем являются более высокие информационные возмож­
ности [8] и повышенная живучесть [11]. 

Многопозиционные системы воздушно-наземного и воздушного базирова­

ния [26] состоят из многопозиционной системы информационного обеспечения, 
центра сбора, обработки информации и управления и системы многоканального 
наведения средств поражения. Многопозщионные системы наведения обладают 
существенными преимуществами по отношению как к однопозиционным сис­
темам наведения, так и к их совокупности, не объединенной в единую систему. 

Эти преимущества обусловлены прежде всего возможностью использования 

дополнительной информации, заключенной в пространственной структуре 
электромагнитного поля. Применение многопозиционных систем наведения 
позволяет в комплексе решить ряд проблем повышения живучести, помехоза­

щищенности и точности наведения, маневрирования информационными ресур­
сами и средствами поражения. Однако имея большие преимущества, МПСН 

требуют существенного усложнения алгоритмов обработки информации и 
управления [40], обусловленного появлением в системе наведения еще одного, 

более высокого иерархического уровня. Среди задач, решаемых на этом уров­
не, ключевыми являются алгоритмы целенаправленного управления простран­
ственным положением отдельных позиций, управления информационными по­
токами между ними, целераспределения и выбора средств поражения. 

Следует иметь в виду, что целенаправленное управление местоположени­

ем позиций дает возможность не только решать задачи перехвата воздушных и 
уничтожения наземных целей, но и обеспечивать при этом наилучшие условия 
для осуществления радиолокационных измерений, реализуя концепцию траек-

торного управления наблюдением [20]. 

Необходимость рассмотрения вопросов, относящихся к траекторному 

управлению наблюдением с использованием АК РЛДН, объясняется тем, что в 
этих системах общая задача уничтожения целей и задача информационного 
обеспечения этого процесса могут решаться различными позициями. В связи с 
этим летательные аппараты, непосредственно осуществляющие атаку цели, 

часто называют ударными (ударными позициями), а летательные аппараты, 
используемые для улучшения условий радиолокационного наблюдения, — пози­
циями информационного обеспечения (информационной поддержки). 

Отличительной особенностью многопозиционных систем по сравнению с 

однопозиционными системами является невозможность получения оценок ко­
ординат и параметров движения цели, необходимых для организации наведе­
ния ударных ЛА, по информации о цели, получаемой только на одной измери­
тельной позиции. 

Наиболее простыми из многопозиционных систем оказываются двухпо-

зиционные системы. К ним относятся системы, основанные на угломерных 

(триангуляционных) методах определения местоположения целей из двух то­
чек пространства [21], а также системы, использующие полу активное синтези­

рование апертуры на ударном ЛА и активное синтезирование на ЛА информа­

ционного обеспечения. 

В общем случае объединение информации для решения задач управления 

позициями может осуществляться различными способами: на уровне первичной 
обработки в процессе обмена высокочастотными сигналами, когда вся МПСН 
рассматривается как единая разреженная антенная решетка; на уровне вторичной 

обработки, когда позиции обмениваются оценками фазовых координат, сформи­

рованных на отдельных позициях; и на уровне третичной обработки, когда ин­

формация используется для решения задач целераспределения и выбора оружия. 

Управление информационными потоками подразумевает распределение 

позиций на ударные и информационной поддержки с соответствующим изме­
нением алгоритмов траекторного управления ими и их информационного обес­
печения. Весьма важной процедурой управления информационными потоками 
является выбор режимов излучения и приема, позволяющий в зависимости от 
обстановки использовать активные, полуактивные и пассивные режимы работы 
радиолокационных систем с соответствующей синхронизацией аппаратуры на 
отдельных позициях при выборе состава и алгоритмов функционирования из­
мерителей. 

Задача целераспределения сводится к ранжированию целей по степени 

опасности и благоприятствования для атаки по различным критериям и рас­
пределения этих целей по отдельным группам позиций с дальнейшим разделе­
нием их на ударные и информационной поддержки при выборе вида средств 
поражения, наилучшим образом отвечающих решаемой задаче и методам их 
наведения. 

В общем случае число позиций в составе МПСН может быть различным, 

однако все основные ее качественные признаки и свойства реализуются уже в 

двухпозиционной системе наведения (ДПСН). 

Двухпозиционные радиолокационные системы наведения, представляющие 

собой элементарную ячейку МПСН, являются наиболее простым ее вариантом, 
на котором удобно рассмотреть все особенности построения и основные этапы 
функционирования. Следует подчеркнуть, что особенно ярко специфика ДПСН 
проявляется при функционировании их радиолокационных систем в пассивном 
режиме. В связи с этим в дальнейшем основное внимание будет уделено двух-
позиционным пассивным системам наведения. 

Повышение скрытности функционирования является одной из основных 

тенденций развития радиолокационных систем наведения. Кардинальным спо­

собом решения проблемы повышения скрытности является использование 
пассивных режимов работы, область применения которых ограничена радио-
излучающими целями. Однако в пассивном режиме на самолете можно изме­

рять только бортовые пеленги целей, собственный курс и собственные коорди-

наты путем их счисления. Необходимые для реализации современных методов 
наведения оценки дальности до цели и скорости сближения с ней формируются 
в однопозиционных пассивных РЛС с низкой точностью в процессе выполне­
ния достаточно длительного маневра самолета-носителя по курсу либо высоте 

[23], что делает невозможным использование пассивной информационной сис­

темы для наведения на воздушные цели. Сложность наведения на воздушную 
цель состоит еще в том, что для повышения точности оценивания дальности и 

скорости сближения самолет-носитель должен лететь под некоторым, доста­

точно большим углом к ней, в то время как для ее поражения линия пути сред­
ства поражения должна пройти через цель. 

Более приемлемым является использование пассивной двухпозиционной 

РЛС (ДПРЛС), дающей возможность практически мгновенно определить три­
ангуляционным способом координаты излучающей цели с соответствующим 
оцениванием дальности до нее и скорости сближения с ней на обеих позициях. 

Следует подчеркнуть, что в пассивных ДПСН требуется более сложный 

состав оборудования, обусловленный необходимостью обмена информацией 
между позициями. 

Из пассивных ДПСН наиболее простыми являются угломерные системы, 

в которых на ЛА измеряют бортовые пеленги излучающих целей, собствен­
ный курс и собственные прямоугольные координаты. Однако для реализации 
современных методов наведения необходимы оценки дальности до цели и 
скорости сближения с ней. Эти оценки могут быть определены в пассивной 
угломерной двухпозиционной системе наведения в результате фильтрации 
косвенных измерений координат излучающей цели, полученных триангуля­
ционным способом [21]. 

Геометрия взаимного расположения излучающей воздушной цели Ц и лета­

тельных аппаратов С ι и Сг, оснащенных пеленгаторами, в прямоугольной систе­
ме координат, совмещенной с первым самолетом С

ь

 показана на рис. 8.16. 

Рис. 8.16 

На этом рисунке - векторы скоростей первой и второй пози­

ций, а также цели; ψι, ψ

2

 и ψ

4

 - углы рыскания (курс) самолетов d, С

2

 и цели; 

ει и 82 - углы визирования цели в выбранной системе координат; - бор­

товые пеленги цели с позиций - углы триангуляционного 
треугольника d С

2

 Ц; Д1 и Д

2

 - расстояния до цели от позиций Ci и С

2

, Д

Б

 -

расстояние между позициями, называемое базой; ψ

Β

 - угол наклона базы. 

Необходимо подчеркнуть что при одинаковой точности измерения борто­

вых пеленгов точность определения местоположения излучающей воздушной 
цели определяется среднеквадратической ошибкой (СКО) [22]: 

(8.36) 

где σ

φ

 - СКО измерения пеленгов цели с позиций С ι и С

2

. 

Анализ (8.36) показывает, что точность определения местоположения из­

лучающего объекта зависит не только от ошибок пеленгации, характеризуемых 
значением σ

φ

, но и от условий применения, определяемых взаимным располо­

жением позиций и целей. 

В общем случае задача формирования управления обеими позициями, од­

новременно обеспечивающего и повышение точности определения местополо­
жения радиоизлучающей цели, и ее уничтожение, является достаточно слож­
ной. Обусловлено это рядом причин. 

Во-первых, для повышения точности оценивания местоположения радио­

излучающей цели необходимо, чтобы пеленгаторы двигались по отношению к 
ней под некоторыми, достаточно большими углами φι и φ

2

, поскольку при ма­

лых углах возрастают относительные ошибки пеленгации: Αφ

ι

/φ

ι

 и Δφ

2

/φ

2

 · В 

то же время для поражения цели линия пути самолетов должна проходить че­
рез цель или упрежденную точку встречи с ней. 

Во-вторых, задача одновременного управления двумя позициями стано­

вится многокритериальной, что предопределяет усложнение процедуры синте­
за оптимального управления. 

Оптимизация управления пассивной угломерной ДПСН существенно уп­

рощается, если функции перехвата излучающей цели и обеспечения макси­

мальной точности определения ее местоположения разделить между носителя­
ми Ci и С

2

 [31]. При таком подходе одна из позиций, например наиболее близ­

кая к цели, решает задачу наведения, используя тот или иной метод, а вторая -
целенаправленно изменяет свое положение в пространстве, обеспечивая на 
обеих позициях максимально высокую точность определения местоположения 
перехватываемого объекта. 

Такой подход дает возможность использовать для синтеза хорошо отрабо­

танные алгоритмы статистической теории оптимального управления [32].