Обработка измерительной информации в системах координатометрии радиоэлектронных средств

• Автор: Хомсков, Антон Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 160 с. : ил.

1. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ УСЛОВИЙ И ПРОЦЕДУР ОБРАБОТКИ КООРДИНАТНОЙ ИНФОРМАЦИИ О МЕСТОПОЛОЖЕНИИ ИСТОЧНИКОВ РА 9 ДИОИЗЛУЧЕНИЙ В ДЕКАМЕТРОВОМ ДИАПАЗОНЕ ВОЛН

1.1 Структура системы координатометрии в Радиочастотной службе РФ

1.2 Модель системы координатомтерии

1.3 Анализ условий функционирования системы координатометрии радиоизлу чателей

1.4 Возможности существующих средств координатометрии радиоизлучателей

ВЫВОДЫ

2. АНАЛИЗ И ВЫБОР МЕТОДА ОЦЕНИВАНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ПА

РАМЕТРОВ

2.1 Методы оценивания пространственных параметров

2.1.1 Методы с обращением ковариационной матрицы

2.1.2 Параметрические методы

2.1.3 Собственно структурные методы
2.2 Сравнительный анализ методов
2.2.1 Точность оценивания пространственных параметров
2.2.2 Сравнение и выбор метода оценивания пространственных параметров
ВЫВОДЫ
3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ ПРИ ПЕЛЕНГОВАНИИ МНОГОЛУЧЕВОГО СИГНАЛА И КООРДИАТОМЕТРИИ БЛИЗКОРАСПОЛОЖЕННЫХ ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ
3.1 Разработка алгоритма обработки пеленговой информации в условиях много
лучевого воздействия
3.2 Задача определения координат близкорасположенных радиоизлучателей
3.2.1 Постановка задачи
3.2.2 Анализ существующих методов пространственного разрешения источников
в условиях малой выборки
3.2.3 Особенности применения методов собственных структур в задаче обработ
ки координат зассчск
3.2.4 Собственноструктурный алгоритм разделения источников радиоизлучении
3.2.5 Разработка алгоритма обработки координатной информации о двух близкорасположенных ралиоизлучателей
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ РАЗРАБОТАННЫХ АЛГОРИТМОВ
4.1 Исследование алгоритма обработки пеленговой информации в условиях многолучевого воздействия с помощью моделирования входного воздействия
4.1.1 Исследование возможностей алгоритма при однолучевом воздействии
4.1.2 Исследование возможностей алгоритма при некогерентном воздействии
4.1.3 Исследование возможностей алгоритма при когерентном воздействии
4.2 Экспериментальное исследование алгоритма обработки пеленговой информации в условиях многолучевого воздействия
4.2.1 Анализ результатов функционирования существующего пеленгатора в различных условиях
4.2.2 Экспериментальная проверка возможности использования алгоритма обработки пеленговой информации
4.3 Анализ эффективности алгоритмов обработки координатной информации о близкорасположенных источников радиоизлучения
4.3.1 Оценка минимального объема выборки измерений координат ИРИ
4.3.2 Оценка влияния объма и состава выборки на точность определения местоположения ИРИ
4.3.3 Оценка влияния точностных характеристик системы и закона распределения ошибок измерений на разрешающую способность алгоритма
4.3.4 Результаты экспериментальных исследований собственнострукгурного алгоритма разделения ИРИ
ВЫВОДЫ ЗАКЛЮЧЕНИЕ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Приложение 1 Приложение 2 Приложение 3 Приложение 4 Приложение
Список сокращений
АС антенная система
ЛФС антеннофидерная система
АЭ антенный элемент
ДПФ дискретное преобразование Фурье
ИРИ источник радиоизлучения
МСЭ международный союз электросвязи
I отношение сигнал шум
ПП пространственный параметр
ППРЧ программная перестройка рабочей частоты
ПЧ промежуточная частота
РПУ радиоприемное устройство
РРВ распространение радиоволн
РЧС Радиочастотная служба
РЭО радиоэлектронная обстановка
РЭС радиоэлектронное средство
СВ собственный вектор
СЗ собственное значение
СКМ система координатометрии
СКО среднеквадратическое отклонение
УДК угломернодальномерный комплекс
УС угломерная система
ЭДС электродвижущая сила
ЭМВ электромагнитная волна
ЭМО электромагнитная обстановка
ЭМП электромагнитное поле
iv
xi ii
xi
i i
ВВЕДЕНИЕ


Основным направлением развития системы радиоконтроля является автоматизация всех процессов в ходе деятельности органов Радиочастотной службы и объединение их в рамках общей автоматизированной системы. Качественное и эффективное решение задач, стоящих перед радиочастотной службой, невозможно без единой автоматизированной информационной системы. Нормативной предпосылкой для ее создания является Положение о РЧС 2. В нем определено, что одной из задач Радиочастотной службы является создание единой автоматизированной системы сбора, обработки, учета и хранения данных о присвоениях назначениях радиочастот или радиочастотных каналов для радиоэлектронных средств и позывных сигналов опознавания, а также обеспечение функционирования этой системы 3. Структура современной системы радиоконтроля представлена на рисунке 1. Она иллюстрирует тот факт, что важнейший процесс при ведении радиоконтроля
идентификация радиоизлучений тесно связан с необходимостью определения местоположения их источников. Рис. Структура системы радиоконтроля При этом компоненты структуры подсистемы координатометрии ИРИ и их взаимосвязи рис. Это обуславливает необходимость применения системного подхода при разработке ее модели и алгоритмов функционирования. Рис. Широкое внедрение цифровых методов передачи информации, адаптивная перестройка передатчиков в широком диапазоне частот, кратковременность их работы и т. Типичным примером сложной электромагнитной обстановки в диапазоне частот ниже МГц являются условия функционирования системы радиоконтроля в СевероЗападном федеральном округе, активно развивающемся в области информационных и телекоммуникационных технологий. Более 0 только зарегистрированных гражданских РЭС используют широкий частотный диапазон рис. Рис. Рис. Из приведенных рисунков видно, что средствам координатометрии радиоизлучателей приходится функционировать в сложной электромагнитной обстановке с динамически меняющимися параметрами. При этом требуемые точности координатометрии излучателей и разрешающей способности системы в пространственной области не должны быть хуже нескольких километров. Это следует из анализа распределения минимальных расстояний между ИРИ рис. В целом радиоэлектронная обстановка в диапазоне частот до МГц характеризуется всевозрастающей сложностью. Перспективы развития коротковолновой радиосвязи в РФ свидетельствуют об этом 5. Об общем характере загруженности диапазона частот говорит тот факт, что на интервале 3. МГц назначено около 0 тысяч частот, то есть примерно Гц на каждую радиостанцию 6. Как показывают оценки 6, средняя плотность излучений в этом диапазоне частот составляет порядка 0. Гц. Такая напряженная электромагнитная обстановка ЭМО определяет сложные условия функционирования системы координатометрии и обостряет проблемы получения корректных результатов радиоконтроля. Особую актуальность вопросов развития теории и практики системы координатометрии в диапазоне частот до МГц приобретают в настоящее время 7. ВЧ диапазоне представлена на рисунке 1. Рис. Для анализа условий функционирования системы координатометрии и формулирования направлений исследований по обеспечению ее эффективной работы необходимо воспользоваться моделью системы, максимально соответствующей реальной обстановке. Решение задач, связанных с анализом эффективности и выбором рациональных алгоритмов функционирования системы координатометрии СКМ, требует ее представления в виде модели 4, отражающей существенные характеристики и параметры не только самой системы, но и совокупности внешних воздействий. Это связано с тем, что информационное взаимодействие между пространственноразнесенными ИРИ и элементами СКМ осуществляется на основе опосредованного электромагнитного контакта через канал распространения радиоволн. Мри этом влияние среды, в которую входят не только канал распространения радиоволн, но и другие естественные и искусственные радиоизлучатели, на точность измерения координат ИРИ представляет собой сложный процесс, зависящий от многих факторов мощности передатчиков, частоты сигнала, координат размещения радиоизлучателей, чувствительности радиоприемных устройств, сезона, времени, погоды, солнечной активности и т.