Кіріспе

Радарлық компонент Радарлық трекер - бір мақсаттың бірінен соң бірі келетін радарлық бақылауларын жолға біріктіретін радарлық жүйенің немесе оған байланысты командалық-бақылау (С2) жүйесінің компоненті. Бұл әсіресе радар жүйесі бірнеше түрлі нысаналардан алынған деректерді хабарлаған кезде немесе бірнеше түрлі радарлардан немесе басқа датчиктерден алынған деректерді біріктіру қажет болған кезде пайдалы.

Жолды бастау

Жолды бастау - бұл байланысты емес радиолокациялық сызбадан жаңа радиолокациялық жолды құру процесі. Трекер алғаш рет қосылғанда, барлық бастапқы радарлық сызбалар жаңа жолдарды құру үшін қолданылады, бірақ трекер жұмыс істегеннен кейін, жаңа жолдарды құру үшін қолданыстағы жолды жаңартуға қолданылмайтын сызбалар ғана қолданылады. Әдетте жаңа жолға кейіннен жасалған радиолокациялық жаңартулардағы учаскелер жаңа жолмен сәтті байланыстырылғанға дейін уақытша мәртебе беріледі. Операторға сынақ жолдар көрсетілмейді, сондықтан олар жалған жолдардың экранға пайда болуын болдырмау үшін жолды алғашқы хабарлаудың кідірісі есебінен құрал береді. Бірнеше жаңартулар алынғаннан кейін жол расталады және операторға көрсетіледі. Сынақ жолын расталған жолға көтерудің ең көп таралған критерийі - "M of N ережесі", онда соңғы N радиолокациялық жаңартулар кезінде кем дегенде M графиктер сынақ жолына байланысты болуы керек, M = 3 және N = 5 типтік мәндер. Тақырыбы күрделірек тәсілдер статистикалық әдісті қолдана алады, мысалы, жол, оның коварианттылық матрицасы берілген өлшемге түскенде расталады.

Жол тегістеу

Бұл маңызды қадамда соңғы жол болжамы тиісті графикпен біріктіріліп, мақсатты жағдайдың жаңа, жақсартылған бағасын, сондай-ақ осы болжамда қателердің қайта қаралған бағасын береді. Бұл процесс үшін әр түрлі күрделілік пен есептеу жүктемесі бар әр түрлі алгоритмдер қолданылады.

Альфа-бета ізін салушы

Алфа-бета сүзгісін пайдалана отырып, ертеректі бақылау әдісі, ол коварианттық қателерді және тұрақты жылдамдықты, жорықсыз нысана моделін жолдарды жаңарту үшін қабылдады.

Калман сүзгісі

Калман сүзгінің рөлі нысананың қазіргі белгілі күйін (яғни, орны, бағыты, жылдамдығы және ықтимал жылдамдығы) алу және соңғы радарлық өлшеу кезінде нысананың жаңа күйін болжау. Бұл болжамды жасау кезінде ол өзінің болжамындағы өзінің белгісіздігін (яғни қателіктерін) бағалауды жаңартады. Содан кейін ол радардың белгілі өлшем қателерін және нысананың қозғалыс модельдеріндегі өзінің белгісіздігін ескере отырып, осы жағдайдың болжамы мен соңғы жағдайдың өлшемі бойынша салмақталған орташа есеп жасайды. Соңында, ол мемлекеттік бағалаудың нақтылығын жаңартады. Калман сүзгісінің математикасындағы негізгі болжам - өлшеу теңдеулері (яғни радарлық өлшеулер мен мақсатты жағдай арасындағы байланыс) және күй теңдеулері (яғни ағымдағы жағдайға негізделген болашақ жағдайды болжау теңдеулері) сызықтық. Калман сүзгісі радардың өлшеу қателері, оның мақсатты қозғалыс моделіндегі қателер және оның күйін бағалаудағы қателер барлығы белгілі коварианстықпен нөлдік орташа мәнді құрайды деп болжайды. Бұл қателердің барлық көздерін коварианстық матрицамен көрсетуге болады дегенді білдіреді. Сондықтан Калман сүзгісінің математикасы осы коварианстық матрицаларды таратуға және оларды болжау мен өлшеудің салмақталған қосындысын қалыптастыруға пайдаланумен байланысты. Мақсат қозғалысы негізгі модельге жақсы сәйкес келетін жағдайларда, Калман сүзгісінің өз болжамына "өте сенімді" болып, радарлық өлшеулерді елемеуге бастайтын үрдісі бар. Егер нысана маневр жасаса, сүзгі маневрді орындай алмайды. Сондықтан сүзгіні іске асыру кезінде жағдайды бағалау коварианттылық матрицасының шамасын кез келген жаңарту кезінде біршама ұлғайтуды болдырмау үшін әдеттегі практика болып табылады.

Көп гипотезалы трекер (МХТ)

MHT жолды әр жаңартуда бірден көп сюжетпен жаңартуға мүмкіндік береді, бұл бірнеше мүмкін жолды тудырады. Әрбір радиолокациялық жаңартуды алған сайын әрбір мүмкін трек әрбір жаңа жаңартумен жаңартылуы мүмкін. Уақыт өте келе, жол көптеген бағыттарда бұтақталады. MHT әрбір ықтимал жолдың ықтималдығын есептейді және әдетте барлық жолдардың ең ықтималдығын ғана хабарлайды. Компьютерлік жады мен есептеу қуатының шекті болуы себепті, MHT әдетте ең ықтимал емес потенциалдық жол жаңартуларын жою үшін кейбір тәсілдерді қамтиды. MHT мақсатты қозғалыс моделі өте болжауға болмайтын жағдайларға арналған, өйткені барлық ықтимал жол жаңартулары қарастырылады. Осы себепті, ол жердегі нысаналарды бақылау проблемалары үшін әуедегі жердегі бақылау (AGS) жүйелерінде танымал.

Бірлескен бірнеше модель (IMM)

IMM - бұл МХТ немесе JPDAF қолдана алатын бағалаушы. IMM екі немесе одан да көп Кальман сүзгілерін қолданады, олар әрқайсысы мақсат қозғалысы немесе қателер үшін әртүрлі модельді қолданады. IMM барлық сүзгілердің шығысының оңтайлы салмақталған қосындысын құрайды және мақсатты маневрлерге тез бейімделе алады. MHT немесе JPDAF байланыс пен жолды күтіп ұстауға жауапты болса, IMM MHT немесе JPDAF-қа мақсатты позицияның сүзгіленген бағасын алуға көмектеседі.

Кеңейтілген Калман сүзгісі (EKF)

EKF - бұл Кальман сүзгінің кеңейтілуі, онда радарлық өлшеулер мен жол координаттары арасындағы байланыс немесе жол координаттары мен қозғалыс моделі сызықтық емес. Бұл жағдайда өлшеулер мен жай-күй арасындағы байланыс h = f (x) формасында болады (мұнда h - өлшеулер векторы, x - мақсатты жай-күй және f (x)) функциясы болып табылады). Сол сияқты, болашақ жағдай мен қазіргі жағдай арасындағы байланыс x ((t+1) = g ((x ((t)) түрінде болады (мұнда x ((t) t және g (() уақытындағы жағдай). болашақ жағдайды болжайтын функция). Бұл сызықтық еместерді басқару үшін EKF Тейлор тізбесінің бірінші буынын пайдаланып екі сызықтық емес теңдеуді сызықтыққа айналдырады, содан кейін мәселені стандартты сызықтық Калман сүзгісі мәселесі ретінде қарастырады. Концепциялық қарапайым болғанымен, сүзгі оңай ауытқуы мүмкін (яғни, бірте-бірте нашар жұмыс істейді), егер теңдеулер сызықтыққа айналған жағдайдың бағасы нашар болса. Қатты бөлшектер мен иісі жоқ Калман сүзгісі теңдеулерді сызықтыққа келтіру мәселесін шешу үшін жасалған әрекет.

Қатты иістендірілмейтін Калман сүзгісі (UKF)

UKF өлшеу және күй теңдеулерін сызықтықтандыру қажеттілігін алып тастау арқылы EKF-ті жақсартуға тырысады. Ол сызықтықтан аулақтайды, өйткені орташа және коварианстық ақпаратты сигма нүктелері деп аталатын нүктелер жиынтығы түрінде көрсетеді. Бұл нүктелер, олар көрсетілген орташа және ковариантты үлестіруді білдіреді, содан кейін тікелей сызықтық емес теңдеулер арқылы таратылады, ал алынған жаңартылған үлгілер жаңа орташа және дисперсияны есептеу үшін қолданылады. Бұл тәсілде сызықтық байланыстың нашарлығынан туындайтын ауытқушылық проблемалары жоқ, бірақ ЭКФ-тің жалпы есептеу қарапайымдылығы сақталған.

Қалдықтар сүзгісі

Қиындықты бөлшектер сүзгісі UKF-тің жалпылануы ретінде қарастырылуы мүмкін. Ол сүзгідегі қателердің таралуы туралы ешқандай болжам жасамайды және теңдеулердің сызықтық болуын талап етпейді. Оның орнына ол көптеген кездейсоқ потенциалдық күйлерді ("бөлшектерді") шығарады, содан кейін осы "бөлшектер бұлтын" теңдеулер арқылы таратады, нәтижесінде бөлшектердің шығарылымда әртүрлі таралуы болады. Осыдан алынған бөлшектердің таралуы орташа немесе дисперсияны немесе кез келген басқа статистикалық өлшемені есептеу үшін пайдаланылуы мүмкін. Нәтижесінде алынған статистика келесі итерация үшін бөлшектердің кездейсоқ үлгісін жасау үшін қолданылады. Бөлшектік сүзгі көп модульді үлестірулерді (яғни PDF-тің бірден көп шыңы бар) өңдеу қабілетімен ерекшеленеді. Алайда, ол есептеу жағынан өте қарқынды және қазіргі уақытта көпшілік нақты әлемдегі, нақты уақыттағы қолданбаларға жарамсыз.