ФОРМИРОВАНИЕ АЛФАВИТОВ КЛАССОВ И ПРИЗНАКОВЫХ ПРОСТРАНСТВ РАДИОЛОКАЦИОННОГО РАСПОЗНАВАНИЯ

1.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Различаемые классы целей составляют определенный алфавит классов, подобный алфавиту букв русского (английского я т.п.) языка. Выбор ал­фавита классов предопределяет как эффективность использование распознава­ния, таю и трудности, возникающие при его реализации, а значит и стоимость их преодоления. Вопрос о возможных алфавитах классов распознавания рассматривается в разд. 1 и 2. Информация, используемая для распознавания, содержится в совокупности принимаемых радиолокационных сигналов. Однако чаще всего, чтобы распознать цель, используют определенные измеренные признаки цели, которые сопоставляют, а соответствии с алгоритмами распознавания с из­вестными (эталонными) признаками. Каждая система распознавания в за­данном алфавите классов использует определенную совокупность признаков (пространство или рабочий словарь [2] признаков). Признаки радиолокацион­ного распознавания разделяют по их физической природе на траекторные и сигнальные признаки. Траекторные признаки - это параметры траекторий це­лей, определяемые их тактико-техническими характеристиками (разд. 1.3). Сигнальные признаки имеют отличия для активной и пассивной, однопозиционной и многопозиционной локации.

Сигнальные признаки активной однопозиционной локации классифицируют обычаю потипу используемых зондирующих сигналов. Различают: 1) призна­ки при узкополосном зондировании (разд. 1.4); 2) признаки при широкопо­лосном, многочастотном и многодиапазонном зондировании (разд. 1.5). Сигнал считается здесь широкополосным, если он, в отличие от узкополосного, обес­печивает согласованное разрешение элементов цели по дальности. Сигналы, излучаемые на нескольких несущих частотах, называют многочастотными, если наинизшая несущая значительно превышает интервалы между несущими частотами, и многодиапазонными, если она одного порядка или менее этих интервалов.

Сигнальные признаки однопозиционной пассивной локации (разд. 1.6) со­держатся в особенностях собственного излучения цели, ее радиоэлектронного оборудования, в первую очередь.

Многопозиционность систем активно-пассивной локации (разд. 1.7) с объе­динением информации на ЭВМ при помощи высокопроизводительных линий связи дозволяет получать улучшенную информацию.

Совокупности признаков, необходимые для распознаванияв тех или иных алфавитах классов, образуют признаковые пространства или, иначе, рабочие словари [2] признаков (разд. 1.8). Целесообразность совокупного выбора алфавитов классов, признаковых пространств и алгоритмов распознавания (разд. 2) оценивают на основе известного системотехнического критерия "эффективность – стоимость'. Эффективность распознавания (разд. 1.9) характеризуют его влиянием на показатели качества потребителей инфор­мации распознавания либо непосредственно показателями качества распознава­ния.

1.2. ФОРМИРОВАНИЕ АЛФАВИТОВ КЛАССОВ

Формирование алфавитов классов (кластеров) характерно не только для задач радиолокационного распознавания, но и для других кибернетических за­дач теории и техники распознавания образов [2]. Эти задачи выделяют иногда как задачи кластерного анализа [16]. В качестве кластеров могут вы­ступать не только классы, но и их подклассы. Состав алфавита определяется задачами потребителей локационной информации, с одной стороны, и возмож­ностями средств локации притех или иных признаковых пространствах - с дру­гой.

Для средств противовоздушной обороны, например, существенно различать самолеты и вертолеты от ракет, других малых воздушных объектов (воздушных шаров, стай птиц, атмосферных неоднородностей). Важна зачастую дополнительная выходная информация: самолет это или вертолет; самолет большого размера (стратегический бомбардировщик, транспортный самолет) либо самолет меньшего размера (тактический истребитель); самолет со снижением радиолока­ционной заметности или самолет без такого снижения или же, наконец, самолет-помехопостановщик. Существенно в ряде случаев различие крылатых и баллистических ракет, их боеголовок, авиационных управляемых ракет и беспи­лотных летательных аппаратов, транспортных самолетов и самолетов дальнего радиолокационного обнаружения, воздушных командных пунктов, а также ракет и ракет-ловушек с преднамеренно увеличенной эффективной площадью. Может вводиться, наконец, класс объектов, для которых уместен отказ от рас­познавания. Чем шире и достовернее информация распознавания, тем эф­фективнее, в принципе, она может быть использована. Однако чрезмер­ное расширение алфавита классов снижает достоверность информации (особенно при не очень высоких отношениях сигнал-шум), требует привлечения новых признаков (см. также разд. 4.4.4).

В общем случае оптимизация алфавита классов представляет собой непро­стую комплексную (локационную, тактическую в экономическую) задачу, ре­шаемую путем сравнения вариантов с использованием методов моделирования.

1.3. ТРАЕКТОРНЫЕ ПРИЗНАКИ

Учитывают закономерности движения одиночных я групповых целей раз­личных классов, его характеристики и особенности [2, 27-29]. Так, к харак­теристикам баллистических целей относят координаты предполагаемых точек падения и старта, полученные в результате прямого и обратного прогноза, аб­солютные величины ускорений (замедлений) при входе в плотные слои ат­мосферы. При классификации аэродинамических объектов (самолетов, вертоле­тов, ракет, аэростатов и т.д.) учитывают их полные скорости V, высоты Н и первые производные от этих параметров. Характеристики строя групповых це­лей, их число, интервалы по фронту и в глубину также могут служить при­знаками распознавания.

На рис. 1.1 приведены области возможных значений высот Н и скоростей v воздушных целей различных классов. Признаки Н и V желательно ис­пользовать совместно из-за наличия определенной корреляции между ними.

Рис. 1.1. Траекториям признаки: I. самолеты больших размеров: 2 - самолеты средних размеров: 3 - ракеты (3 - крылатые ракеты типа АЛКМ); 4 – вертоле­ты

Как видно из рис. 1.1, признаки различных классов целей перекрываются, что требует привлечения наряду с ними сигнальных признаков. В то же вре­мя для эффективного использования располагаемой траекторией информации точность измерения траекторных параметров должнабыть достаточно высокой.