Применение многомерной оптимизации в задаче оценивания углов прихода и числа сигналов на основе метода максимального правдоподобия в условиях параметрической априорной неопределенности

• Автор: Дзвонковская, Анна Леонидовна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 179 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ

1. ФОРМУЛИРОВКА ЗАДАЧИ ОБРАБОТКИ ЛОКАЦИОННОЙ ИНФОРМАЦИИ РАДИОПЕЛЕНГАТОРОВ.

1.1. Общие сведения о радиопеленгаторах

1.1.1. Пассивная радиолокация, радиопеленгация.

1.1.2. Методы пеленгования.

1.1.3. Задачи, решаемые радиопеленгаторами.

1.2. Математическая модель входной информации

1.2.1. Модель излученной волны.

1.2.2. Модели сигналов и помех.

1.3. Современные методы оценивания углов прихода и числа сигналов.
1.3.1. Методы оценивания углов прихода сигналов
1.3.2. Методы оценивания числа сигналов
1.4. Формулировка задачи.
Выводы к первой главе
2. ОПТИМАЛЬНЫЙ АЛГОРИТМ ОЦЕНИВАНИЯ УГЛОВ ПРИХОДА И ЧИСЛА СИГНАЛОВ В УСЛОВИЯХ ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ АПРИОРНОЙ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ
2.1. Метод максимального правдоподобия для оценивания информативных параметров сигналов в условиях параметрической априорной неопределенности.
2.2. Оптимизационное исследование задачи.
2.3. Алгоритм вычисления максимально правдоподобных оценок углов прихода сигналов.
2.4. Правило выбора решения о числе сигналов.
2.5. Теоретическая предельная точность оценивания углов прихода
сигналов
2.6. Теоретическая предельная разрешающая способность антенной
системы по углу места и азимуту.
Выводы ко второй главе
3. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОЦЕНОК УГЛОВ ПРИХОДА И ОЦЕНКА ЧИСЛА СИГНАЛОВ НА ОСНОВЕ
СТАТИСТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ.
3.1. Моделирование входной информации.
3.2. Эффективность оценок углов прихода в односигнальной ситуации
3.3. Эффективность оценок утлов прихода и теоретическая предельная разрешающая способность антенной системы
в двухсигнальной ситуации
3.4. Эффективнос ть оценок углов прихода и теоретическая предельная разрешающая способность антенной системы
в грехсигнальной ситуации
3.5. Аномальные ошибки оценивания углов прихода сигналов.
3.6. Оценка числа сигналов.
Выводы к третьей главе.
4. ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ АЛГОРИТМА ОЦЕНИВАНИЯ УГЛОВ ПРИХОДА И ЧИСЛА СИГНАЛОВ.
4.1. Описание комплекса программ для оценивания углов прихода и числа сигналов в условиях параметрической априорной неопределенности.
4.2. Определение закона распределения вероятностей экспериментальной входной информации.
4.3. Оценивание углов прихода и числа сигналов по экспериментальным данным.
Выводы к четвертой главе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


В этих двух случаях существенно различаются не только методы описания сигнала (или поля), но и сами подходы к их обработке. Далее везде под пассивной локацией будем понимать методы приема, не использующие априорной информации о форме случайных волновых полей, излучаемых или рассеиваемых исследуемыми объектами, и предназначенные для оценки характеристик, в первую очередь размещения в пространстве []. Пеленгация - это определение направления (пеленга) объекта путем оценивания угла между меридианом, проходящим через точку наблюдения, и направлением на обозреваемый объект. РП) []. РП состоит из четырех базовых элементов: антенны, радиоприемного устройства, устройства обработки информации и индикатора []. Волновое поле в сигнал преобразуется в антенне. В качестве приемных устройств используют как антенны апертурного (или поверхностного) типа (рупорные или зеркальные), так и дискретные антенные системы (АС). АС представляют собой системы, состоящие из отдельных разнесенных друг от друга элементарных антенн. Элементарные антенны (приемные элементы) обладают, конечно, своей направленностью, но она, как правило, мала по сравнению с направленностью всей АС. Это дает право в дальнейшем считать их точечными ненаправленными измерителями поля []. Если элементы АС расположены вдоль прямой линии на одинаковых расстояниях друг от друга, то АС называют линейной эквидистантой, а расстояние к между соседними элементами - шагом АС. Если элементы АС расположены по окружности радиуса К на одинаковых расстояниях друг от друга, то АС называют круговой эквидистантой. Если шаг АС или радиус окружности выбирается меньшим половины длины рабочей волны, то в зоне видимости отсутствуют интерференционные лепестки. Для получения разрешения по двум угловым координатам (углу места и азимуту) используют двумерные линейные или круговые АС (рис. Основное преимущество круговых АС по сравнению с линейными АС - это покрытие азимута на 0°, а также инвариантность к направлению. Это создает контраст с широко изученными равномерными линейными АС, покрывающими 0°, и чьи диаграммы направленности (ДН) существенно расширяются, когда управление АС идет вдоль линии расположения элементов. Действительно, даже для малого числа элементов, равномерно расположенных по окружности, флуктуации ДН чрезвычайно малы, а разрешение по азимуту остается постоянным. Ряс. Рис. ДН для получения оценок углов прихода сигналов. При этом круговая АС позволяет одновременно оценивать углы места и азимуты сигналов. Исследование некоторых свойств круговой АС приведены в работах [,,,0]. В дальнейшем, особенно имея в виду радиочастотные и акустические приложения, удобнее рассматривать не сплошные апертуры, а АС. Такое описание удобно и в математическом плане, поскольку избавляет от необходимости использовать значения полей, взятые в гильбертовом пространстве. По способу обработки принимаемых сигналов антенны пассивной локации можно разделить на аддитивные и мультипликативные. В АС с аддитивной (линейной) обработкой происходит весовое сложение сигналов, обладающих разными задержками и принятых отдельными элементами антенны. Основное отличие таких - фазированных - антенн от апертурных заключается в том, что в них возможны многоканальная и весовая схемы обработки. Число независимых каналов, которое можно сформировать в фазированной антенне, не превышает числа антенных элементов. В антеннах мультипликативного типа обработка заключается не в суммировании, а в перемножении сигналов двух или более подапертур, на которые разделена полная апертура. Подобные антенны нашли в пассивной локации широкое применение. Эго связано с тем, что достаточно полное описание случайного поля дается его корреляционной функцией (пространственной и временной), для вычисления которой и перемножаются сигналы отдельных элементов апертуры. Поэтому антенны мультипликативного типа часто называют еще корреляционными. В отличие от аддитивной обработки мультипликативная позволяет резко снизить уровень интерференционных лепестков, характерных для сложения сигналов при малом числе приемников.