Математическое и алгоритмическое обеспечение автоматизированных измерительных комплексов регистрации электромагнитных импульсов

• Автор: Ионас, Алексей Ефимович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Серпухов
• Количество страниц: 139 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ 4 ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ РЕГИСТРАЦИИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИМПУЛЬСОВ, СВЯЗАННЫХ С ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯМИ

1.1.Анализ проблемы оперативного мониторинга сейсмической активности объектов нефтегазового комплекса
1.2.Анализ пространственновременной связи между субмиллисекундными электромагнитными импульсами и землетрясениями

1.3.Анализ узкополосной помехи как элемента случайного процесса .

1.4.Анализ задачи компенсации узкополосных помех при регистрации электромагнитных импульсов, связанных с землетрясениями, в условиях интенсивного потока сигналов

1.4.1. Принципы использования способов борьбы с узкополосными помехами

1.4.2. Сравнительная оценка способов подавления узкополосных помех

1.4.3. Способ активной компенсации

Выводы .
2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ СТОХАСТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ВЛИЯНИЯ УЗКОПОЛОСНЫХ ПОМЕХ НА ТОЧНОСТЬ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИМПУЛЬСОВ
2.1. Влияние узкополосных помех на информативные параметры
электромагнитного импульса
2.1.1. Влияния узкополосных помех на амплитуду электромагнитного импульса .
2.1.2. Влияния узкополосных помех на положение нулевых переходов электромагнитного импульса
2.1.3. Влияния узкополосных помех на длительность электромагнитного импульса
2.1.4. Влияния узкополосных помех на момент вступления электромагнитного импульса
2.2. Компенсация узкополосных помех на основе прогнозирования помеховой обстановки по предыстории и
послеистории .
Выводы .
3. АЛГОРИТМ КОМПЕНСАЦИИ УЗКОПОЛОСНЫХ ПОМЕХ В РЕАЛИЗАЦИЯХ ПОМЕХОВЫХ СИТУАЦИЙ
3.1. Выбор метода определения параметров узкополосных помех
3.2. Алгоритм компенсации узкополосных помех
3.3. Оценка точности определения параметров узкополосных помех
3.4. Экспериментальное оценивание качества компенсации узкополосных помех
3.5. Применение разработанного алгоритма для выявления помеховой обстановки
Выводы В
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .
ЛИТЕРАТУРА


В настоящее время активно прорабатываются вопросы использования алгоритмов цифрового адаптивного подавления УП, которое обеспечивает защиту автоматизированных РТК в условиях сложной помеховой обстановки (ПО). Однако значительные вычислительные затраты, необходимые для компенсации УП, существенно снижают оперативность работы РТК. Поэтому использование алгоритмов цифрового подавления в условиях интенсивного потока сигналов становится неприемлемым, даже при использовании в составе РТК самых производительных на сегодняшний день ЭВМ. Проблемная ситуация определяется противоречием между требуемым качеством решения задач локации ИСА с одной стороны и увеличивающимся временем на обработку и компенсацию помех в условиях интенсивного потока сигналов с другой. В этой связи научной задачей является разработка модели оценки влияния УП на информативные параметры ЭМИ и алгоритма компенсации УП в реализациях ЭМИ с малыми вычислительными затратами на основе использования математического аппарата теории цифрового спектрального анализа временных рядов и методов выявления скрытых периодичностей. Тема, посвящённая решению научной задачи, является весьма актуальной. Объектом исследования является радиотехнический метод (РТМ) мониторинга источников ЭМИ. Предметом исследования являются математические основы компенсации УП при мониторинге источников ЭМИ. Цель исследования - повышение оперативности мониторинга ИСА комплексом регистрации ЭМИ с компенсацией УП на основе уменьшения вычислительных затрат. Задачи исследования. Разработка аналитической математической модели влияния узкополосных помех на информативные параметры ЭМИ в виде совокупности формул для вычисления плотностей вероятности отклонений информативных параметров ЭМИ при известных отношениях значений параметров ЭМИ и УП. Анализ вычислительной сложности известных методов выявления скрытых периодичностей и выбор метода наиболее эффективного по селективности, точности, оперативности и потенциальным возможностям для формализации его в виде быстродействующего алгоритма компенсации УП. Разработка алгоритма компенсации УП в помеховых ситуациях, структура и содержание которого ориентированы на обеспечение минимально возможного числа необходимых операций и минимально возможного объёма занимаемой памяти ЭВМ при получении требуемой точности вычислений. Разработка процедуры получения прогноза помеховой ситуации на сигнальный участок. Оценка точности определения параметров УП. Оценка качества компенсации УП с использованием прогноза помеховой ситуации на сигнальный участок. Выработка рекомендаций по применению разработанного алгоритма для выявления помеховой обстановки, компенсации узкополосных помех и по выбору электронно-вычислительной техники (ЭВТ). Фурье и дискретного преобразования Уолша. УП в реализациях сигналов ЭМИ с использованием прогноза помеховой ситуации на сигнальный участок. Научная новизна разработанной математической стохастической модели влияния УП на информативные параметры ЭМИ заключается в том, что она, в отличие от существующих, является аналитической, в виде совокупности формул, позволяющих вычислять плотности вероятности отклонений амплитудно-временных параметров ЭМИ для любых соотношений параметров УП и ЭМИ, а не только для параметров с конкретными значениями. Научная новизна алгоритма компенсации узкополосных помех в реализациях электромагнитных импульсов, связанных с землетрясениями, заключается в использовании быстрого преобразования Уолша для спектрального анализа реализаций помеховых ситуаций вместо традиционного преобразования Фурье или алгоритмов быстрого преобразования Фурье, что сокращает вычислительные затраты. Таким образом, в целом научной новизной работы является совокупность аналитических зависимостей, формул и алгоритмов для оценки влияния узкополосных помех в регистрируемых реализациях, вычисления прогноза помеховой ситуации на сигнальный участок и компенсации помех в реализациях ЭМИ, связанных с источниками сейсмической активности. Практическая значимость результатов исследований заключается в следующем.