Разработка и исследование алгоритмов обработки сигналов в РСА способом рекуррентного оценивания

• Автор: Королёв, Станислав Валерьевич
• Шифр специальности: 05.12.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 160 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ РАЗВИТИЯ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ В РСА

1.1. Анализ взглядов на современную теорию обработки

1.2. Обзор современных радиолокационных систем

1.3. Принципы синтезирования апертуры

1.4. Виды обзора и способы обработки

1.5. Калмановская фильтрация

1.6. Улучшение разрешающей способности как обратная задача радиолокации

Выводы по разделу
2. СИНТЕЗ АЛГОРИТМА ОБРАБОТКИ ТРАЕКТОРНОГО СИГНАЛА МЕТОДОМ ОПТИМАЛЬНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ
2.1. Задача синтеза системы обработки
2.2. Уравнения наблюдения и сообщения
2.3. Синтез алгоритма рекуррентного оценивания
Выводы по разделу
3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СИНТЕЗИРОВАННОГО АЛГОРИТМА НА ЭВМ
3.1. Особенности обработки сигналов в РСА по критерию минимума средних квадрата сигнала ошибки
3.2. Зависимость от количества периодов зондирования (У)
3.3. Зависимость от числа отсчётов (М)
3.4. Зависимость от расстояния между точками оценивания(Д)
3.5. Зависимость от дисперсии шума (У0)
3.6. Зависимость от разности фазы двух ОТЦ
3.7. Обобщенная зависимость
3.8. Динамическое улучшение
Выводы по разделу
4. ОБРАБОТКА РЕАЛЬНЫХ РАДИОГОЛОГРАММ СПОСОБОМ РЕКУРРЕНТНОГО ОЦЕНИВАНИЯ И ВАРИАНТЫ ЕЁ УСКОРЕНИЯ
4.1. Проверка работоспособности разработанного алгоритма
4.2. Апробация алгоритма рекуррентного оценивания на действующем макете радиолокатора с синтезированной апертурой антенны
4.2.1. Получение на макете сигнальной функции
4.2.2. Фазирование траекторного сигнала
4.3. Вопросы реализации
4.3.1. Возможности реализации алгоритма
4.3.2. Оптимизация алгоритма по модели теории игр
4.3.3. Оптимизация алгоритма с помощью распараллеливания вычислений
Выводы по разделу
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение
Приложение 2а
Приложение
Приложение 2в
Приложение
Приложение

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
БС — быстрая свёртка;
ГА — гармонический анализ;
ДЗЗ — дистанционное зондирование Земли;
ДНА — диаграмма направленности антенны;
ЗП — земная поверхность;
ИС — интервал синтезирования;
ОТЦ — одиночная точечная цель;
ПО — программное обеспечение;
ПС — прямая свёртка;
РЛИ — радиолокационное изображение;
РЛР — радиолокационный рельеф;
РЛС — радиолокационная станция;
РМВ — реальный масштаб времени;
РО — рекуррентное оценивание;
РСА — радиолокатор с синтезированной апертурой антенны;
СО — система обработки;
СФ — сигнальная функция;
ФК — фильтр Калмана;
ФЦА — фазовый центр антенны;
ЦРГ — цифровая радиоголограмма.

В радиолокационном случае оператор А представляет собой набор функциональных зависимостей между параметрами зондируемого объекта Zг и параметрами отражённого радиолокационного сигнала %.
Очевидно, что уравнение
А2Т = Е, (1.11)
имеет решение на Р только для таких элементов Ег, которые принадлежат множеству АР. Вектор параметров % получается из проводимых измерений и поэтому известен с определённой степенью приближения.
Пусть Е - его приближённое значение. Тогда речь может идти только о нахождении приближённого (по отношению к Z7.) решения уравнения
а2т = Е, (1.12)
при этом Е в общем случае может принадлежать множеству АР. Оператор А во многих практических случаях таков, что обратный ему оператор Ал не является непрерывным.
В этом случае в качестве приближённого решения нельзя брать точное решение уравнения (1-11) с приближённой правой частью, т. е. нельзя в качестве приближённого решения брать элемент
7. = А~'Ё,
так как такого решения может не существовать на множестве Р, поскольку:
- Ё может не принадлежать множеству АР;
- такое решение, если даже оно существует, не будет обладать
свойством устойчивости, поскольку обратный оператор Ал не является
непрерывным.
Отсюда вытекает, что обратная задача (1.12) является некорректно поставленной.
Для задач дистанционного зондирования наиболее типичными вариантами уравнений (1.12) являются системы линейных алгебраических