МОЖЛИВОСТІ ВРАХУВАННЯ ВПЛИВУ ТРОПОСФЕРИ ПРИ ВИМІРЮВАННІ КУТОВИХ КООРДИНАТ ТА ВИСОТИ АЕРОДИНАМІЧНОГО ОБ’ЄКТА
Ключові слова:
аеродинамічний об’єкт, висота, градієнт коефіцієнта заломлення, кут місця, метеорологічні параметри, радіолокаційний сигнал, середньоквадратична похибка, статистична оптимізація, точність вимірювання, тропосфера, фазована антенна решітка, фазові флуктуаці
Анотація
Пошук шляхів підвищення якості просторової обробки радіолокаційного сигналу в умовах впливу тропосферних неоднорідностей є актуальною задачею, що спрямована на підвищення ефективності використання радіо-локаційної техніки за призначенням. У статті визначено два шляхи врахування впливу тропосфери при вимірюванні кутових координат та висоти аеродинамічного об’єкта (АО). Перший шлях передбачає оперативне визначення закону зміни градієнта коефіцієнта заломлення та обчислення відповідних поправок на рефракцію. Розглянуто найбільш зручні для використання моделі закону зміни індексу заломлення з висотою та проаналізовано особливості їх застосування. Другий шлях пов’язаний з врахуванням корельованих фазових флуктуацій радіолокаційного сигналу в алгоритмі його просторової обробки. Наведено особливості даного врахування стосовно радіолокаторів з фазованою антенною решіткою (ФАР). Внаслідок статистичної незалежності неоднорідностей тропосфери, в силу центральної граничної теореми теорії ймовірностей, закон розподілу фазових флуктуацій вважається нормальним. Здійснено порівняльний аналіз даних шляхів врахування впливу тропосфери при вимірюванні кутових координат та висоти аеродинамічного об’єкта. Проведено порівняння флуктуаційних складових середньоквадратичних похибок (СКП) оптимального вимірювання кутової координати та висоти за умовою врахування фазових флуктуацій з відповідними СКП флуктуаційних складових похибок вимірювання кутової координати та висоти без врахування вказаних флуктуації для випадків опису міжканальної кореляції фазових флуктуацій за експонентною, осцилюючою та Гаусовою залежностями. Отримані результати дозволяють оцінити доцільність застосування оптимального алгоритму вимірювання кута місця та висоти АО в радіолокаторах з ФАР для конкретних умов впливу тропосферних неоднорідностей.Завантаження
Дані про завантаження поки що недоступні.
Посилання
1. Флюктуационные процессы при распространении радиоволн / М.П. Долуханов – М: Связь, 1971 – 183 с.
2. Карлов В. Д. Петрушенко Н. Н., Челпанов В. В., Квиткин К. П. Влияние среды распространения радиоволн на приморском направлении при измерении угловых координат радиолокационных целей. Збірник наукових праць Харківського університету Повітряних Сил. 2010. № 3(25). С. 51-53.
3. Использование радиочастотного спектра в метеорологии: прогнозирование и мониторинг погоды, климата и качества воды. Справочник. WMO, 2008. 120 с.
4. Климченко В. Й. Камалтинов Г. Г., Місайлов В. Л. Аналіз потенційних можливостей оглядових РЛС сантиметрового діапазону хвиль щодо забезпечення дій авіації Повітряних Сил України метеорологічною інформацією. Системи озброєння і військова техніка. 2011. № 1(25). С. 21–27.
5. Радиоэлектронные системы: Основы построения и теория / Под. ред. Я. Д. Ширмана. М.: ЗМАКВИС, 1998. 828 с.
6. Минервин Н. Н., Кузнецов А. Л., Минервин Н. Н. Ошибки измерения радиальной скорости и радиального ускорения цели, обусловленные неучетом флюктуаций фаз импульсов пачки. Авіаційно-космічна техніка і технологія. 2001. № 22. С. 288-294.
7. Kuznietsov O., Kovalchuk V., Kovalchuk A., Karlov D., Yarovyy S., Vasylyshyn V. (2020). Providing the Required Accuracy of Measurements of Spatial Coordinates of Aerial Objects. 2020 IEEE 6th International Symposium on Microwaves, Radar and Remote Sensing (MRRS), Ukrainian Microwave Week (UkrMW), Kharkiv, Ukraine, September 21-25 – Proceedings, 2020, p. 226-229.
8. Кузнєцов О. Л. Танцюра О. Б., Мельник О. Л. Обмеження якості просторових вимірювань в РЛС з фазованою антенною решіткою внаслідок впливу атмосферних неоднорідностей та земної поверхні. Системи управління навігації та зв’язку. 2012. № 1(21). Том 2. С. 49-52.
9. Карлов В. Д., Кузнєцов О. Л., Бєлоусов В. В., Тузіков С. А., Олещук М. М., Петрушенко В. М. Точність вимірювання кутових координат аеродинамічних об’єктів в умовах тропосферної рефракції. Системи управління, навігації та зв’язку: зб. нак. пр. Полтавського національного технічного університету. 2021. № 1(63). С. 146-152.
10. Карлов В. Д. Кучер Д. Б., Струцинський О. В., Лукашук О. В. До питання про вимірювання дальності маловисотної цілі при її радіолокації в межах тропосферного хвилеводу над морем. Наука і техніка Повітряних Сил Збройних Сил України. 2016. № 3(24). С. 98-101.
11. Карлов В. Д., Родюков А. О., Пічугін І. М. Статистичні характеристики радіолокаційних сигналів відбитих від місцевих предметів в умовах аномальної рефракції. Наука і техніка ПС Збройних Сил України. 2015. № 4(21). С. 71-74.
12. Климченко В. Й. Камалтинов Г. Г., Місайлов В. Л., Рибалка Г. В. Вимірювання висоти польоту цілей в радіолокаторах контролю повітряного простору з урахуванням поточного стану тропосферної рефракції. Збірник наукових праць Харківського національного університету Повітряних Сил. 2019. № 3(61). С. 86-95.
13. Минервин Н. Н. Васюта К. С. Оптимальное оценивание угла прихода волны при наличии случайных искажений ее фронта и аддитивных помех. Радиотехника. 1998. № 105. С. 61-68.
14. Минервин Н. Н. Васюта К. С. Мера угловой разрешающей способности и точность измерения угла прихода волны при наличии случайных искажений ее фронта и аддитивного шума. Прикладная радиоэлектроника. 2013. № 12(4). С. 484-486.
15. Озброєння радіотехнічних підрозділів і частин ППО. Пересувний радіовисотомір ПРВ-13М3Р. Навчальний посібник / С. П. Володько, В. Д. Говоров, В. І. Звєрєв та ін. Х.:ХВУ, 2002. 142 с.
16. Подвижный радиовысотомер ПРВ-16. Учебное пособие / Г. В.Индус, А. А. Ваганов, В. П.Козлов и др. М.: Воениздат, 1979. 224 с.
17. Радиолокационная станция 36Д6М. Эксплуатация и техническое обслуживание РЛС 36Д6М. Учебное пособие / И. Я. Май, А. Г. Каспирович, В. А. Винник и др. Запорожье, КЭМЗ "Искра", 2006. 140 с.
18. Сєдишев Ю. М., Карпенко В. І., Атаманський Д. В. та ін. Радіоелектронні системи. Х.: ХУПС, 2010 418 с.
19. Черный Ф. Б. Распространение радиоволн. Изд. 2-е, дополненное и переработанное. М.: Соврадио, 1972. 464 с.
20. Минервин Н. Н. Васюта К. С. Особенности компенсации помеховой волны при флуктуациях ее фазового фронта. Прикладная радиоэлектроника. 2013. № 12(4). С. 493-495.
21. Вопросы статистической теории антенн / Я. С. Шифрін. М.: Сов. радио, 1970 383 с.
22. Минервин Н. Н., Кузнецов А. Л. Оптимальные алгоритмы измерения радиальной скорости цели и угла прихода принимаемого радиосигнала с учетом фазовых флуктуаций, описываемых произвольной корреляционной функцией. Прикладная радиоэлектроника. 2013. № 12(4). С. 514-517.
23. Yevseiev S., Kuznietsov O., Herasimov S. et al. Development of an optimization method for measuring the doppler frequency of a packet taking into account the fluctuations of the initial phases of its radio pulses. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2021. 2/9 (110). Р. 6-15.
24. Кузнєцов О. Л., Коломійцев О. В., Кітов В. С., Карлов А. Д. Оцінювання точності поточного вимірювання радіальної швидкості аеродинамічого об’єкту в когерентно-імпульсній РЛС супроводження. Наука і техніка Повітряних Сил Збройних Сил України. 2020. № 3(40). С. 91-99. https://doi.org/10.30748/nitps.2020.40.10.
25. Кузнєцов, О., Коломійцев, О., Яровий, С., Олійник, Р., & Живець, Ю. (2021). Підвищення точності вимірювання кутових координат повітряних об’єктів при багатоканальному прийомі радіолокаційного сигналу. Наукові праці Державного науково-дослідного інституту випробувань і сертифікації озброєння та військової техніки, (9), 65-72. https://doi.org/10.37701/dndivsovt.9.2021.09.
2. Карлов В. Д. Петрушенко Н. Н., Челпанов В. В., Квиткин К. П. Влияние среды распространения радиоволн на приморском направлении при измерении угловых координат радиолокационных целей. Збірник наукових праць Харківського університету Повітряних Сил. 2010. № 3(25). С. 51-53.
3. Использование радиочастотного спектра в метеорологии: прогнозирование и мониторинг погоды, климата и качества воды. Справочник. WMO, 2008. 120 с.
4. Климченко В. Й. Камалтинов Г. Г., Місайлов В. Л. Аналіз потенційних можливостей оглядових РЛС сантиметрового діапазону хвиль щодо забезпечення дій авіації Повітряних Сил України метеорологічною інформацією. Системи озброєння і військова техніка. 2011. № 1(25). С. 21–27.
5. Радиоэлектронные системы: Основы построения и теория / Под. ред. Я. Д. Ширмана. М.: ЗМАКВИС, 1998. 828 с.
6. Минервин Н. Н., Кузнецов А. Л., Минервин Н. Н. Ошибки измерения радиальной скорости и радиального ускорения цели, обусловленные неучетом флюктуаций фаз импульсов пачки. Авіаційно-космічна техніка і технологія. 2001. № 22. С. 288-294.
7. Kuznietsov O., Kovalchuk V., Kovalchuk A., Karlov D., Yarovyy S., Vasylyshyn V. (2020). Providing the Required Accuracy of Measurements of Spatial Coordinates of Aerial Objects. 2020 IEEE 6th International Symposium on Microwaves, Radar and Remote Sensing (MRRS), Ukrainian Microwave Week (UkrMW), Kharkiv, Ukraine, September 21-25 – Proceedings, 2020, p. 226-229.
8. Кузнєцов О. Л. Танцюра О. Б., Мельник О. Л. Обмеження якості просторових вимірювань в РЛС з фазованою антенною решіткою внаслідок впливу атмосферних неоднорідностей та земної поверхні. Системи управління навігації та зв’язку. 2012. № 1(21). Том 2. С. 49-52.
9. Карлов В. Д., Кузнєцов О. Л., Бєлоусов В. В., Тузіков С. А., Олещук М. М., Петрушенко В. М. Точність вимірювання кутових координат аеродинамічних об’єктів в умовах тропосферної рефракції. Системи управління, навігації та зв’язку: зб. нак. пр. Полтавського національного технічного університету. 2021. № 1(63). С. 146-152.
10. Карлов В. Д. Кучер Д. Б., Струцинський О. В., Лукашук О. В. До питання про вимірювання дальності маловисотної цілі при її радіолокації в межах тропосферного хвилеводу над морем. Наука і техніка Повітряних Сил Збройних Сил України. 2016. № 3(24). С. 98-101.
11. Карлов В. Д., Родюков А. О., Пічугін І. М. Статистичні характеристики радіолокаційних сигналів відбитих від місцевих предметів в умовах аномальної рефракції. Наука і техніка ПС Збройних Сил України. 2015. № 4(21). С. 71-74.
12. Климченко В. Й. Камалтинов Г. Г., Місайлов В. Л., Рибалка Г. В. Вимірювання висоти польоту цілей в радіолокаторах контролю повітряного простору з урахуванням поточного стану тропосферної рефракції. Збірник наукових праць Харківського національного університету Повітряних Сил. 2019. № 3(61). С. 86-95.
13. Минервин Н. Н. Васюта К. С. Оптимальное оценивание угла прихода волны при наличии случайных искажений ее фронта и аддитивных помех. Радиотехника. 1998. № 105. С. 61-68.
14. Минервин Н. Н. Васюта К. С. Мера угловой разрешающей способности и точность измерения угла прихода волны при наличии случайных искажений ее фронта и аддитивного шума. Прикладная радиоэлектроника. 2013. № 12(4). С. 484-486.
15. Озброєння радіотехнічних підрозділів і частин ППО. Пересувний радіовисотомір ПРВ-13М3Р. Навчальний посібник / С. П. Володько, В. Д. Говоров, В. І. Звєрєв та ін. Х.:ХВУ, 2002. 142 с.
16. Подвижный радиовысотомер ПРВ-16. Учебное пособие / Г. В.Индус, А. А. Ваганов, В. П.Козлов и др. М.: Воениздат, 1979. 224 с.
17. Радиолокационная станция 36Д6М. Эксплуатация и техническое обслуживание РЛС 36Д6М. Учебное пособие / И. Я. Май, А. Г. Каспирович, В. А. Винник и др. Запорожье, КЭМЗ "Искра", 2006. 140 с.
18. Сєдишев Ю. М., Карпенко В. І., Атаманський Д. В. та ін. Радіоелектронні системи. Х.: ХУПС, 2010 418 с.
19. Черный Ф. Б. Распространение радиоволн. Изд. 2-е, дополненное и переработанное. М.: Соврадио, 1972. 464 с.
20. Минервин Н. Н. Васюта К. С. Особенности компенсации помеховой волны при флуктуациях ее фазового фронта. Прикладная радиоэлектроника. 2013. № 12(4). С. 493-495.
21. Вопросы статистической теории антенн / Я. С. Шифрін. М.: Сов. радио, 1970 383 с.
22. Минервин Н. Н., Кузнецов А. Л. Оптимальные алгоритмы измерения радиальной скорости цели и угла прихода принимаемого радиосигнала с учетом фазовых флуктуаций, описываемых произвольной корреляционной функцией. Прикладная радиоэлектроника. 2013. № 12(4). С. 514-517.
23. Yevseiev S., Kuznietsov O., Herasimov S. et al. Development of an optimization method for measuring the doppler frequency of a packet taking into account the fluctuations of the initial phases of its radio pulses. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2021. 2/9 (110). Р. 6-15.
24. Кузнєцов О. Л., Коломійцев О. В., Кітов В. С., Карлов А. Д. Оцінювання точності поточного вимірювання радіальної швидкості аеродинамічого об’єкту в когерентно-імпульсній РЛС супроводження. Наука і техніка Повітряних Сил Збройних Сил України. 2020. № 3(40). С. 91-99. https://doi.org/10.30748/nitps.2020.40.10.
25. Кузнєцов, О., Коломійцев, О., Яровий, С., Олійник, Р., & Живець, Ю. (2021). Підвищення точності вимірювання кутових координат повітряних об’єктів при багатоканальному прийомі радіолокаційного сигналу. Наукові праці Державного науково-дослідного інституту випробувань і сертифікації озброєння та військової техніки, (9), 65-72. https://doi.org/10.37701/dndivsovt.9.2021.09.
Опубліковано
2022-10-03
Як цитувати
Karlov Volodymyr Можливості врахування впливу тропосфери при вимірюванні кутових координат та висоти аеродинамічного об’єкта / Volodymyr Karlov, Oleksandr Kuznietsov, Oleksii Kolomiitsev, Igor Krasnoshapka, Ivan Petrushenko, Oleh Strutsinskiy // Системи управління, навігації та зв’язку. Збірник наукових праць. – Полтава: ПНТУ, 2022. – Т. 3 (69). – С. 121-127. – doi:https://doi.org/10.26906/SUNZ.2022.3.121.
Розділ
Зв’язок, телекомунікації та радіотехніка
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
