Підвищення точності визначення координат цілі в автоматизованій акустичній системі шляхом аналізу часових характеристик сигналу

Анотація

Мета дослідження - проведення аналізу процесу часового дешифрування, дослідження впливу похибок топогеодезичної прив’язки на визначення координат цілі та відображення їх на значенні часового дешифрування.

Актуальність. Артилерійська звукова розвідка (АЗР) ‒ одна з ключових складових контрбатарейної боротьби, оскільки забезпечує приховане, цілодобове виявлення та високоточне визначення координат вогневих позицій противника шляхом реєстрації та оброблення акустичних сигналів пострілів і вибухів. Однак практична ефективність традиційних звукометричних комплексів істотно обмежується нелінійним впливом просторово-часових градієнтів метеорологічних полів (температури та вітру) і похибками топогеодезичного забезпечення, що призводить до значних систематичних та випадкових зсувів фазових і часових характеристик сигналу й, відповідно, до деградації точності просторової прив’язки цілей.

Методи дослідження. У статті розроблено узагальнену математичну модель процесу акустичного пеленгування, у якій висотно-шарові профілі атмосфери описуються як кусково-сталі субмоделі стратифікованого середовища із раціонально апроксимованими градієнтами температури та горизонтальними складовими швидкостей вітру. Для підвищення стійкості дешифрування у середовищі з фоновими завадами запропоновано адаптивні часові вікна зі змінною аподизацією, що синхронізуються зі спектральною еволюцією пострільного імпульсу. На основі цієї моделі отримано аналітичні співвідношення для корекції фазових та часових зсувів, які інтегровано у модифікований алгоритм обчислення координат цілі штатного комплексу АЗК-7.

Результати. Числові експерименти, проведені для сценаріїв типової нестійкої стратифікації (інверсія, ізотермія, супер-адіабатичні градієнти) продемонстрували зниження середньоквадратичної помилки визначення координат. Запропонований підхід не потребує апаратної модернізації та може бути впроваджений у системне програмне забезпечення наявних звукометричних комплексів Збройних Сил України через оновлення модулів оброблення даних та балюстичного центру. Очікується, що це забезпечить підвищення ймовірності ураження ворожих батарей першими ж контрзалпами на 10-15 %, скорочення середнього часу реакції вогневих підрозділів на 30-40 % та зменшення витрат боєприпасів у передовій зоні.

Висновки. Встановлено залежність між значенням вікна часового дешифрування та похибкою у визначенні дирекційного кута цілі за результатами засічки одним з базних пунктів, створено алгоритм визначення та врахування величини цієї похибки. Окреслено перспективи подальших досліджень, зокрема автоматизоване врахування реального рельєфу місцевості за цифровими моделями висот і можливість інтеграції з безпілотними засобами радіоакустичного зондування для оперативного оновлення метеоданих.