Патент на изобретение №2177178
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕРОЯТНОСТИ ОБНАРУЖЕНИЯ ВОЗДУШНЫХ ЦЕЛЕЙ ПОИСКОВОЙ ГРУППОЙ
(57) Реферат: Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для выбора рациональных способов поиска воздушных целей. Техническим результатом является повышение точности. Устройство содержит умножители, делители, вычитатели, вычислитель квадратного корня и блок задания начальных параметров. 3 ил. Изобретение относится к технике автоматизированного управления войсками и может быть использовано при подготовке боевых действий для выработки рекомендаций по выбору рациональных способов самостоятельного поиска воздушных целей. В [1] на с. 189, 190 приведены формулы, позволяющие рассчитать вероятность обнаружения цели бортовой РЛС истребителя: ![]() ![]() После подстановки (2) в (1) получим: ![]() где 2b – ширина полосы, просматриваемой БРЛС истребителя; ![]() ![]() tн – время полета цели от момента пропадания информации о ней до момента начала поиска; t – текущее значение времени поиска (t > tн); Vи – скорость истребителя; Vц – скорость цели. Структурная схема устройства, реализующего выражение (3), приведена на фиг. 1. Это устройство и выбрано в качестве прототипа. Устройство содержит: 1 – блок задания начальных параметров, предназначенный для формирования значений исходных данных, необходимых для работы устройства. На выходы блока поступают: на первый выход – значение ширины полосы, просматриваемой БРЛС истребителя, 2b; на второй выход – удвоенное предельное значение отклонения курса полета цели 2 ![]() на третий выход – удвоенное предельное значение отклонения скорости полета цели 2 ![]() на четвертый выход – значение времени полета цели от момента пропадания информации о ней до момента начала поиска tн; на пятый выход – текущее значение времени поиска t; на шестой выход – значение константы, равное “единице”; на седьмой выход – значение скорости истребителя Vи; на восьмой выход – значение скорости цели Vц. Первый выход блока задания начальных параметров 1 подключен к первому входу первого делителя 3; второй и третий выходы подключены соответственно к первому и второму входам первого умножителя 2; четвертый выход – к третьему входу первого умножителя 2 и к первому входу второго делителя 4; пятый выход – ко второму входу второго делителя 4; шестой выход – ко вторым входам первого 5 и второго 9 вычитателей; седьмой и восьмой выходы подключены соответственно к первому и второму входам третьего делителя 7; 2 – первый умножитель, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно со вторым, третьим и четвертым выходами блока задания начальных параметров 1, а выход – со вторым входом первого делителя 3; 3 – первый делитель, первый вход которого соединен с первым выходом блока задания начальных параметров 1, второй вход – с выходом первого умножителя 2, а выход – с первым входом второго умножителя 6; 4 – второй делитель, первый и второй входы которого соединены соответственно с четвертым и пятым выходами блока задания начальных параметров 1, а выход – с первым входом первого вычитателя 5; 5 – первый вычитатель, первый вход которого соединен с выходом второго делителя 4, второй вход – с шестым выходом блока задания начальных параметров 1, а выход – со вторым входом второго умножителя 6; 6 – второй умножитель, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами первого делителя 3, первого вычитателя 5 и вычислителя квадратного корня 10, а выход является выходом устройства; 7 – третий делитель, первый и второй входы которого соединены соответственно с седьмым и восьмым выходами блока задания начальных параметров 1, а выход – со входами третьего умножителя 8; 8 – третий умножитель, входы которого соединены с выходом третьего делителя 7, а выход – с первым входом второго вычитателя 9; 9 – второй вычитатель, первый вход которого соединен с выходом третьего умножителя 8, второй вход – с шестым выходом блока задания начальных параметров 1, а выход – со входом вычислителя квадратного корня 10; 10 – вычиcлитель квадратного корня, вход которого соединен с выходом второго вычитателя 9, а выход – с третьим входом второго умножителя 6. Устройство работает следующим образом. Информация об удвоенном предельном значении отклонения курса полета цели 2 ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() с выхода первого делителя 3 поступает на первый вход второго умножителя 6. Информация о времени полета цели от момента пропадания информации о ней до момента начала поиска tн и текущем значении времени поиска t с четвертого и пятого выходов блока задания начальных параметров 1 поступает соответственно на первый (вход делимого) и второй (вход делителя) входы второго делителя 4, с выхода которого результат деления tн/t поступает на первый вход (вход вычитаемого) первого вычитателя 5, на второй вход которого (вход уменьшаемого) поступает константа, равная “единице”, с шестого выхода блока задания начальных параметров 1. Результат вычитания (1 – tн/t) с выхода первого вычитателя 5 поступает на второй вход второго умножителя 6. Информация о скорости истребителя Vи и скорости цели Vц с седьмого и восьмого выходов блока задания начальных параметров 1 поступает соответственно на первый (вход делимого) и второй (вход делителя) входы третьего делителя 7, с выхода которого результат деления Vи/Vц поступает на входы третьего умножителя 8. Результат перемножения [Vи/Vц]2 выхода третьего умножителя 8 поступает на первый вход (вход уменьшаемого) второго вычитателя 9, на второй вход которого (вход вычитаемого) поступает константа, равная “единице”, с шестого выхода блока задания начальных параметров 1. Результат вычитания [[Vи/Vц] 2-1] с выхода второго вычитателя 9 поступает на вход вычислителя квадратного корня 10, с выхода которого значение ![]() Pобн = Pпоп ![]() где Pпоп – вероятность попадания цели в просматриваемую истребителем полосу шириной 2b; Pотм – вероятность получения хотя бы одной отметки от цели при условии попадания цели в просматриваемую истребителем полосу (условная вероятность обнаружения цели). При используемой в прототипе аппроксимации сектора обзора БРЛС треугольником (см. фиг. 2) на границах сектора от цели может быть получена только одна отметка. Тогда, как следует из (4), вероятность обнаружения цели надо рассчитывать по формуле Pобн(1) = Pпоп(1) ![]() Поскольку вероятность получения одной отметки от цели Pотм(1) = P1 может быть достаточно малой (например, в условиях помех), то рассчитанная по формуле (5) вероятность обнаружения цели будет существенно отличаться от рассчитываемой прототипом Pпоп(1). Так, для Pотм(1) = 0.5 получаем Pобн = 0.5 ![]() Pпоп(1) = Sпр (1)/Sр-на, Pпоп(1) ![]() причем эта вероятность прямо пропорциональна ширине полосы (2b), просматриваемой истребителем Pпоп(1)=k(1) ![]() где k(1) – коэффициент пропорциональности. Так как Pпоп(1) ![]() 2b ![]() Pпоп отс = Sотс/Sр-на, (Pпоп отс ![]() Pпоп пер = Sпер/Sр-на, (Pпоп пер ![]() Эти вероятности прямо пропорциональны (с тем же коэффициентом пропорциональности k(1)) ширине соответствующих полос Lотс и Lпер, то есть Pпоп отс = k(1) ![]() Pпоп пер = k(1) ![]() где Lотс1 и Lпер1 определяются из фиг. 2 по формулам Lэ = n ![]() ![]() ![]() Lпер = (n-1) ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Lотс = Lэ-Lпер = 2b ![]() ![]() ![]() ![]() Введем величину ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Pпоп отс = k(1) ![]() ![]() ![]() Pпоп пер = k(1) ![]() ![]() ![]() ![]() Поскольку Pпоп отс + Pпоп пер ![]() ![]() Цель, попавшая в область Sотс, может быть обнаружена только одним истребителем с вероятностью P1, а попавшая в область Sпер – хотя бы одним из двух истребителей, то есть с вероятностью 1-(1-P1)2. Тогда по формуле полной вероятности с учетом (14), (15) вероятность обнаружения цели поисковой группой в составе n истребителей определится выражением: Pобн(n) = Pпоп отс ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Pобн(n)=Pпоп(1) ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() при условии выполнения рассмотренных выше ограничений: 2b ![]() 0 ![]() ![]() ![]() ![]() Анализ полученного выражения показывает, что для определения вероятности обнаружения цели поисковой группой надо умножить рассчитываемую прототипом вероятность Pпоп(1) на коэффициент k(n)=n ![]() ![]() ![]() ![]() 1 – блок задания начальных параметров, предназначенный для формирования значений исходных данных, необходимых для работы устройства. На выходы блока поступают: на первый выход – значение ширины полосы, просматриваемой БРЛС истребителя, 2b; на второй выход – удвоенное, предельное значение отклонения курса полета цели 2 ![]() на третий выход – удвоенное предельное значение отклонения скорости полета цели 2 ![]() на четвертый выход – значение времени полета цели от момента пропадания информации о ней до момента начала поиска tн; на пятый выход – текущее значение времени поиска t; на шестой выход – значение константы, равное “единице”; на седьмой выход – значение скорости истребителя Vи; на восьмой выход – значение скорости цели Vц; на девятый выход – значение количества истребителей в составе поисковой группы n; на десятый выход – значение условной вероятности обнаружения цели одним истребителем P1; на одиннадцатый выход – значение относительной ширины полосы перекрытия зон обзора соседних истребителей ![]() Первый выход блока задания начальных параметров 1 подключен к первому входу первого делителя 3; второй и третий выходы подключены соответственно к первому и второму входам первого умножителя 2, четвертый выход – к третьему входу первого умножителя 2 и к первому входу второго делителя 4; пятый выход – ко второму входу второго делителя 4; шестой выход – ко вторым входам первого 5 и второго 9 вычитателей и к первому входу третьего вычитателя 11; седьмой и восьмой выходы подключены соответственно к первому и второму входам третьего делителя 7; девятый выход подключен ко второму входу третьего вычитателя 11 и к первому входу пятого умножителя 13; десятый выход подключен ко вторым входам пятого 13, шестого 15 и седьмого 16 умножителей; одиннадцатый выход подключен к первому входу седьмого умножителя 16; 2 – первый умножитель, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно со вторым, третьим и четвертым выходами блока задания начальных параметров 1, а выход – со вторым входом первого делителя 3; 3 – первый делитель, первый вход которого соединен с первым выходом блока задания начальных параметров 1, второй вход – с выходом первого умножителя 2, а выход – с первым входом второго умножителя 6; 4 – второй делитель, первый и второй входы которого соединены соответственно с четвертым и пятым выходами блока задания начальных параметров 1, а выход – с первым входом первого вычитателя 5; 5 – первый вычитатель, первый вход которого соединен с выходом второго делителя 4, второй вход – с шестым выходом блока задания начальных параметров 1, а выход – со вторым входом второго умножителя 6; 6 – второй умножитель, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами первого делителя 3, первого вычитателя 5 и вычислителя квадратного корня 10, а выход – с первым входом четвертого умножителя 12; 7 – третий делитель, первый и второй входы которого соединены соответственно с седьмым и восьмым выходами блока задания начальных параметров 1, а выход – со входами третьего умножителя 8; 8 – третий умножитель, входы которого соединены с выходом третьего делителя 7, а выход – с первым входом второго вычитателя 9; 9 – второй вычитатель, первый вход которого соединен с выходом третьего умножителя 8, второй вход – с шестым выходом блока задания начальных параметров 1, а выход – со входом вычислителя квадратного корня 10; 10 – вычислитель квадратного корня, вход которого соединен с выходом второго вычитателя 9, а выход – с третьим входом второго умножителя 6; 11 – третий вычитатель, первый и второй входы которого соединены соответственно с шестым и девятым выходами блока задания начальных параметров 1, а выход – с первым входом шестого умножителя 15; 12 – четвертый умножитель, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами второго умножителя 6 и четвертого вычитателя 14, а выход является выходом устройства; 13 – пятый умножитель, первый и второй входы которого соединены соответственно с девятым и десятым выходами блока задания начальных параметров 1, а выход – с первым входом четвертого вычитателя 14; 14 – четвертый вычитатель, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами пятого 13 и шестого 15 умножителей, а выход соединен со вторым входом четвертого умножителя 12; 15 – шестой умножитель, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом третьего вычитателя 11 и десятым выходом блока задания начальных параметров 1, третий вход – с выходом седьмого умножителя 16, а выход – со вторым входом четвертого вычитателя 14; 16 – седьмой умножитель, первый и второй входы которого соединены соответственно с одиннадцатым и десятым выходами блока задания начальных параметров 1, а выход – с третьим входом шестого умножителя 15. Предлагаемое устройство работает следующим образом. Информация об удвоенном предельном значении отклонения курса полета цели 2 ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() поступающее на первый вход четвертого умножителя 12. С шестого выхода блока задания начальных параметров 1 значение константы, равное “единице”, поступает на первый вход вычитателя 11, на второй вход которого поступает значение n наряда истребителей с девятого выхода блока задания начальных параметров 1. Полученная в вычитателе 11 разность n-1 поступает на первый вход умножителя 15. На первые входы умножителей 13, 16 поступают соответственно значения наряда истребителей n и относительной ширины полосы перекрытия зон обзора соседних истребителей ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 1. Абрамов В.Н., Москвителев Н.И., Дуров В.Р. Боевое применение и боевая эффективность авиационных комплексов Войск ПВО страны. – М.: Воениздат, 1969. С.189, 190, формула 7.119. 2. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся ВТУЗов. – М.: Наука, 1980. Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 03.06.2002
Номер и год публикации бюллетеня: 36-2003
Извещение опубликовано: 27.12.2003
|
||||||||||||||||||||||||||