Методологические основы создания и использования баз данных для компьютерных моделей оптико-электронных систем

• Автор: Торшина, Ирина Павловна
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 159 с. : ил

Введение
Сложность задач, решаемых оптико-электронными системами (ОЭС), расширение областей применения этих систем, многообразие условий их работы обусловили серьезные трудности в проведении достаточно информативных и достоверных натурных (физических) экспериментов для исследования ОЭС. Отсюда ясна важность и актуальность разработки методов математического моделирования ОЭС и условий их эксплуатации. Под математическим моделированием подразумевается математическое и алгоритмическое описание процесса работы ОЭС с учетом внешних воздействий на систему.
Уравнения, описывающие работу ОЭС, зачастую бывают весьма сложными. Даже с учетом возможностей современной вычислительной техники анализ их сопряжен со значительными трудностями, поэтому часто приходится придавать им такую форму, чтобы она учитывала лишь основные особенности исследуемой ОЭС. Отсюда проистекает целесообразность создания обобщенных моделей ОЭС, совокупность которых можно разделить на сравнительно небольшое число укрупненных групп: измерительных, следящих, строящих изображение и некоторых других.
В настоящее время известен ряд компьютерных моделей оптико-элетронных систем (ОЭС), а также моделей отдельных типовых звеньев этих систем, созданных у нас в стране и за рубежом. Важнейшими звеньями этих моделей являются базы данных (БД), содержащие сведения о типовых фоно-

целевых ситуациях, в которых работают многие ОЭС, а также о параметрах и характеристиках отдельных узлов ОЭС. Однако, содержание этих баз часто неполно, а доступ к заключенной в них информации, учитывая специфику области применения ОЭС, ограничен. Некоторые известные базы данных достаточно сложны и для практического инженерного приложения нуждаются в рациональном упрощении.
Особенностью баз данных (БД) для компьютерных моделей (КМ) ОЭС является большой объем информации, разнообразной по характеру, а также разнородной по форме представления, что обусловлено многофункциональным характером многих ОЭС, служащих, например, для поиска, обнаружения, распознавания, слежения и определения координат объектов.
На данный момент не сформулированы достаточно четко принципы построения баз данных применительно к компьютерным моделям ОЭС, не определены оптимальные для различных структур и оболочек моделей формы представления содержащейся в базах информации (числовые массивы, аналитические зависимости, таблицы, графики и т.п.). Не рассмотрены вопросы о возможности перехода от одной формы представления информации к другой форме, а также методы дополнения и корректировки информации в базах данных.
Специфика работы и область применения ОЭС накладывают свой отпечаток на способы получения, хранения и обработку необходимой информации. Разнородность хранимой информации, её объем и необходимость

использования стандартных поисковых функций предъявляют ряд требований к организации данных и интерфейсу пользователя. Программные средства должны обеспечивать возможность изменения данных, используемых одним блоком программы, без перезаписи основной программы компьютерной модели. Общая логическая структура БД должна обслуживать вновь возникающие различные блоки основной модели ОЭС. Эта логическая структура должна быть как можно более стабильной, оставаясь достоверной при изменении способов использования данных или их формы представления (физической структуры). Она должна быть прочной основой, на которой можно создавать будущие приложения и расширять необходимый объем БД.
Все вышеперечисленное определяет актуальность разработки принципов создания и использования баз данных применительно к компьютерным моделям ОЭС.
Цель данной работы заключается в разработке методологических основ построения и создания баз данных для компьютерных моделей ОЭС. Для реализации этой цели необходимо решить следующие задачи:
1. Определение состава и принципов построения БД и их места в структурных схемах компьютерных моделей ОЭС.
2. Разработка методики составления баз данных для ряда типовых звеньев ОЭС и условий обращения к ним.
3. Обоснование выбора программных средств для составления базы данных, допускающих изменять градацию данных, представленных в виде
«фоны», «сценарий работы») для вычисления характеристик атмосферы, фона, объекта, наблюдения и др. или в БД «Атмосфера» сразу содержаться сведения по пропусканию, яркости и др. атмосферы для различных сценариев работы. При выборе данных для БД полезно проводить оценку рациональности работы как с точки зрения дальнейшего использования БД компьютерной моделью ОЭС, так и по составлению самой БД (сбор информации может быть достаточно трудоемким).
4) форма представления одних и тех же данных в БД может быть различной.
3. Анализ формул для наиболее распространенных критериев качества ОЭС позволил составить перечень параметров и характеристик отдельных звеньев ОЭС и условий её работы, которые необходимо вводить в перечисленные выше базы данных.
4. Необходимыми составляющими БД для КМ ОЭС являются базы данных «Объекты», БД «Помехи», БД «Фоны», БД «Атмосфера», БД «Оптические системы», БД «Приемники излучения», БД «Электронный тракт», БД «Системы отображения», БД «Системы стабилизации визирной оси ОЭС».
5. В БД для КМ ОЭС целесообразно ввести базу «Математическое описание сигналов», содержащую сводку законов, типовых зависимостей, функций распределения и т.д., которые могут понадобиться в процессе работы с КМ ОЭС при моделировании сценария работы ОЭС.