|
Средства обнаружения Средства обнаружения (технические) — радиоэлектронные и иные средства, определяющие местоположение объекта путем установления с ним прямого энергетического контакта.[1]:6 Задачами определения положения объекта (задачами поиска) с учётом несовершенства реальных средств обнаружения и наблюдателей занимается теория поиска.[2]:9 В рамках теории поиска рассматривается теория средств обнаружения.[1]:4 Местоположение (и изменение местоположения) объекта определяется путем измерения текущих координат объекта[3] — чисел, которые определяют положение на плоскости, на поверхности или в пространстве.[4] Местоположение, направление в пространстве не являются величинами и определяются с помощью шкал наименований.[5] Также к задаче поиска относится определение наличия объекта в заданном месте.[6]:186 В рамках законодательной метрологии обнаружение отличается от измерения, при котором определяется количественное значение величины.[7] Обнаружение вне рамок законодательной метрологии (в теоретической метрологии) относится к измерению, при котором происходит присвоение рубрикационных символов наблюдаемым объектам в соответствии с некоторым правилом.[8] Для измерений в шкалах порядка и наименований (качественные, а не количественные шкалы) может использоваться термин оценивание.[9] Из множества объектов (физических тел) можно выделить объекты, представляющие практический интерес в конкретной ситуации. В области радиолокации такие объекты называются радиолокационные цели.[10] ОбнаружениеОбнаружение объекта — установление наличия объекта в определённом районе пространства путем приема и обработки сигналов и помех.[11] Принятие решения об обнаружении объекта происходит по определённому правилу оценки сигналов после выделения сигналов из помех.[12] Факт наличия цели устанавливается с вероятностью не ниже заданной.[13] Обнаружение производится в результате выделения объекта на окружающем фоне. Выделяемые объекты по одному или нескольким признакам относятся к интересующему типу целей. Обнаружение с помощью технических средств производится в широком диапазоне элекромагнитных колебаний: видимом, инфракрасном, радиоизлучения. Обнаружение также производится по изменению магнитного поля, химического состава атмосферы.[14] При обнаружении принимается решени о наличии или отсутствии объекта в каждом выделенном участке пространства, при котором ошибочные решения имеют минимально допустимые вероятности. При измерении оцениваются координаты и параметры движения цели с минимально допустимыми погрешностями.[15]:6 В практических приложениях обнаружение и измерение часто сливаются в единый процесс.[15]:173 Обнаружение отличается от распознавания, при котором определяется класс объекта.[16] При этом поиск, как правило организуют, чтобы обнаружить объекты определённого класса (косяки рыбы, воздушные объекты и т.п.), скорость движения которых лежит в определённых пределах.[1]:17 Степень автоматизации:
В средствах обнаружения сигналом является не электрические колебания в цепях приёмника, а волна, имеющая пространственные параметры. Эти параметры могут содержать информацию о положении и скорости объекта, конфигурации, ориентации и материале объекта.[20]:54 Обнаружение сигнала приёмником отличается от обнаружения объекта техническим средством учётом характеристик и положения антенны.[21]:109 В рамках стандартизации полное или частичное определение позиции, скорости и/или других характеристик объекта посредством радиоволн называют радиопределением (местоположения). К радиолокации относят радиоопределение, используемое для целей, отличных от целей радионавигации. Радиопределение местоположения явялется видом радиосвязи.[22] В рамках конструкции технических средств устройства (например фотоэлектрическая головка, радиолокационная антенна или механический контакт), которые при совпадении геометрических координат выдает сигнал называется нуль-органом.[23]:13 Теория поискаПроцесс целенаправленного обследования определённой области пространства для обнаружения объекта назыается поиском. Теория поиска занимается изучением поиска реальных объектов в различных средах.[1]:6 Теорией поиска занимается раздел математики исследование операций.[24]:182 Термин исследование операций возник в результате дословного перевода выражения operations research — условного наименования подразделения британских военно-воздушных сил, занимавшегося вопросами применения радиолокации в системе обороны в 30-е гг. XX века.[25] Разновидностью поиска является слежение — постоянное наблюдение за обнаруженным объектом, поддержание контакта наблюдатель-объект и его восстановление в случае потери.[1]:7 Из-за особенности задач теория поиска считается самостоятельной математической дисциплиной. Теория поиска занимается вопросами обнаружения как с помощью технических средств, так и глаз наблюдателя.[2]:8 Задачи поиска по наличию противодействия можно разделить на виды:
Задачи поиска по вероятности расположения объекта можно разделить на виды:
Первоначально теория поиска развивалась в основном применительно к военным целям, но в дальнейшем выяснилось, что методы этой теории могут применяться при исследовании и других вопросов: разведка полезных ископаемых, гидролокация, спасательные операции.[2]:5 Процесс поиска всегда связан с движением либо наблюдателей, либо объектов поиска, либо одновременно наблюдателей и объектов поиска.[26]:11 При движении наблюдателя поиск связан не только с примением средств обнаружения, но и с активными манёврами наблюдателя.[1]:7 В рамках конструкции технических средств поиск в координатах времени, пространства и физико-химических состояний называется развёртыванием.[23]:5 Для средств обнаружения развёртывание производится перемещением диаграммы направленности либо путём механического перемещения, либо электронными способами.[27] Объекты поиска Пространственные объекты — природные объекты, искусственные и иные объекты (в том числе здания, сооружения), местоположение которых может быть определено, а также естественные небесные тела. Пространственные данные об этих объектах включают сведения об их форме, местоположении и свойствах, в том числе представленные с использованием координат.[28] Объектами поиска могут являться различные предметы, расположеные в разных средах, например: летательные аппараты, предметы на поверхности Земли, промысловая рыба и морские животные и т.д.[1]:6 Процесс поиска в значительной степени зависит от свойств объекта обнаружения и параметров технических средств обнаружения.[1]:7 Методами радолокации изучаются метеорологические объекты: области выпадения осадков и связанные с ними явления (облака, грозы).[29] С помощью лазерной локации можно исследовать облака и аэрозоли в атмосфере.[30] Объект поиска должен иметь характерные особенности:
Возможность обнаружения и сопровождения объекта средствами обнаружения зависит от контрастности отраженного или испускаемого объектом сигнала, для определения вида и типа цели необходима констрастность также по фазовым и поляризационным характеристикам сигнала. Контрастность цели определяется степенью отличия сигнала от фона собственных шумов средства обнаружения, естественных и искусственных помех.[31] Контрастность объектов бывает оптическая, тепловая (инфракрасная), радиолокационная, магнитная.[32] Технические средства Можно разделить задачи организации поиска на:
Одной из основных характеристик средств обнаружения является дальность обнаружения.[1]:22 Технические средства могут входить в системы сбора и обработки информации.[33]:4 Деление на системы и образующие их технические средства носит условный характер и зависит от постановки задачи. Техническое средство можно рассматривать как минимальный неделимый элемент системы.[33]:207 ДатчикиСигнальные средства обнаруживают объект в заданной области. Это может производится при достижении заданной величины одним из параметров сигнала, поступающего от объекта.[34]:7 Датчики цели в результате взаимодействия с целью выдают сигнал, приводящий в действие огневую цепь взрывателей.[35] Реле механические перемещения подают сигнал при приближении объекта к заданной точке, пересечении линии, поверхности объектом.[36] Средства обнаружения являются основным элементом охранной сигнализации.[37]:6 СССР исторически сложились различия в терминологии[38]:51,52 для объектов народного хозяйства (объектов экономики), охранявшихся вневедомственной охраной, и специальных объектов (например, атомных[38]:3): охранные извещатели — средства обнаружения.[38]:53 В нестационарных параметрических полях (температур, давлений, скоростей и прочих) можно выделить зоны имеющие определённые значения. Задачей поиска является обнаружение таких зон поля, задачей слежения — контроль за перемещением таких зон поля. Просмотр поля может быть осуществлен двумя способами: сканированием лучом и опросом комплекса точечных датчиков.[39] Технические средства обнаружения пожара: пожарный извещатель, спринклер.[40] Следящие средства Координатор — блок приборов, предназначенный для определения положения и параметров движения цели.[41] Сопровождение объекта координатором в автоматическом режиме возможно только после захвата.[42] Например, координатор может быть закреплен в передней части ракеты и измерять угловые отклонения объекта от оси ракеты. Величина угла может быть пропорциональна напряжению или току на выходе координатора,[43]:9 которые являются параметрами рассогласования. Иногда координаторы отождествляют с головками самонаведения.[44] Коордианторы следят за положением одного или нескольких объектов.[34]:13 В астрономии следящие системы с оптико-электронными координаторами ведут (гидируют) трубу телескопа вслед за объектом[45]:6. Сканирующие средства Сканирование — анализ исследуемого пространства путем последовательного передвижения поля зрения устройства;[46] разложение изображения на отдельные элементы.[47] При поиске объекта узкий луч радиолокатора последовательно проходит все точки пространства в заданом секторе. Последовательный обзор пространства осуществляется по одному из законов двухмерной развертки.[48] Развертывающим устройством осуществляется однозначное преобразование пространственной величины в зависимость от времени. Развертывающим устройством может быть: световой луч; небольшое отверстие в движущемся экране; электронно-лучевой прибор и т.п.[49] Разложение изображения на отдельные элементы производится растровой системой (растром) из однотипных элементов (отверстий, линз, призм и т.д.). Растр производит структурное преобразование направленного пучка света. Если элементы растровой системы обладают фокусирующим действием, то такие системы называют оптическими.[50] Локатор — устройство для определения расположения объекта в заданой системе коордиант.[51] Локаторы определяют положение объектов с использованием шкал.[34]:10 Радиолокаторы, гидролокаторы и оптические локаторы решают задачи по определению местоположения объектов, слежению за объектами, распознаванию объектов.[52] Телевизионная система — поисковая сканирующая система без функционального преобразования изображения.[39] Телевизионные системы обнаружения и визулизации используются в дефектоскопии, ориентации летательных аппаратов, медицинской диагностике и других областях.[53] Технические средства, использующие телевидение, могут обеспечивать визуальное опознавание объектов, которые не обнаруживаются в радио и инфракрасных диапазонах. Для использования необходима соответствующая освещённость и световая контрастность объекта.[54] Ручные, грунтовые металлоискатели имеют конструкцию в виде антенны на ручке. Место расположения металлического объекта определяется путём движения антенны вблизи объекта. Примечания
|
