Дистанционный радиолокационный мониторинг воздушного пространства

Основная задача мониторинга воздушного пространства

  • дистанционное обнаружение, слежение и прогнозирование развития аномальных возмущений атмосферы.

Объекты воздушной среды, подлежащие обнаружению в системе радиолокационного мониторинга воздушного пространства, как правило, обладают малой отражательной способностью. К тому же их обнаружение осуществляется на фоне переотражений радиоволн от подстилающей поверхности и природных метеообразований.

Однако сигнал, отраженный от выброса, по многим параметрам отличается от помехи. 

  • Во-первых, выбрасываемые в атмосферу аэрозоли и микрочастицы обладают определенным спектром скоростей, следовательно, полезный сигнал, в отличие от мешающего сигнала, обладает иным частотным спектром, что позволяет для обнаружения полезного сигнала использовать частотную селекцию.
  • Во-вторых, выбрасываемая из труб струя газов, аэрозолей и микрочастиц вызывает локальную турбулентность атмосферы, которая также приводит к отражению сигнала и расширению спектра. Аналогичные явления возникают и при разнице температур выброса и окружающего воздуха.

Эти отличия полезного сигнала от мешающего позволяют не только селектировать полезный сигнал, но и по измеряемым параметрам сигнала определить интенсивность выброса и оценить отклонения технологического процесса от штатного режима или зафиксировать аварийную ситуацию.

Опытный образец системы воздушного мониторинга реализован на основе РЛС П-18, которая была модернизирована для решения задач обнаружения техногенных выбросов в атмосферу.


 

Опытный образец системы воздушного мониторинга


Для проверки работоспособности комплекса проводился мониторинг воздушного пространства над ЛАЭС

Индикатор системы воздушного мониторинга

 

Радиолокационное сопровождение воздушных объектов

  • под сопровождением понимается обнаружение, идентификация и построение траекторий естественных и искусственных воздушных объектов, находящихся в зоне ответственности радара.

Система радиолокационного сопровождения была создана на комплексе, состоящем из трёх радиолокаторов различных диапазонов (П-18, МРЛ-5 и Альфа), разнесенных в пространстве.

В основу алгоритма сопровождения положен принцип Калмановской фильтрации.

Особенности системы радиолокационного сопровождения

  1. В данной системе реализовано преобразование радиальной составляющей вектора скорости цели, измеряемой отдельным радаром, в составляющую вектора скорости в базовой системе координат.
  2. Применен нестандартный подход к операции экстраполяции вектора состояния, позволяющий абстрагироваться от режимов вращения антенн комплекса, в результате чего на траекторный фильтр может поступить отметка, пришедшая в любое время от любого из радаров в составе комплекса.
  3. Усовершенствована операция точного отождествления, что позволило существенно увеличить вероятность правильного отождествления.

Система сопровождения тестировалась над акваторией Финского залива. В качестве тестовых целей использовались легкомоторные самолеты: Вилга-35 и Ил-105.

Траектория по данным одного радара

Траектория по данным всего комплекса