Государственный контракт № П1238

Тема: «Разработка и исследование цифровых алгоритмов обработки радиолокационной и радионавигационной информации на основе модельно-параметрических методов»

Научный руководитель: А.П. Аникин

В ходе работы был разработан ряд алгоритмов алгоритмов, позволяющих повысить качество статистического разрешения сложных сигналов. Разработанный алгоритм был использован для создания ряда моделей: модель сжатия сложных радиолокационных сигналов по задержке и модель обработки радиолокационного сигнала в условиях переотражений от взволнованной морской поверхности.

Основой разработанного алгоритма является модельно-параметрический метод, основанный на анализе собственных значений ковариационных матриц.

Основные результаты проекта

  1. Предложены и исследованы рабочие статистики обнаружения и оценивания параметров сигналов, в том числе, обеспечивающие постоянную вероятность ложных тревог.
  2. Полученные характеристики обнаружения и точности измерения параметров сигналов позволяют определить области применения разработанного алгоритма в задачах обнаружения и оценивания.
  3. Сформулированы требования к сигналу, используемому в паре с разрабатываемым алгоритмом. Сигнал должен обладать амплитудным спектром равномерным во всей анализируемой полосе частот.
  4. Рассмотрены несколько способов реализации сигнала с формой спектра, близкой к прямоугольной. Анализ откликов разрабатываемого алгоритма на входные воздействия в виде сигналов с различными временными задержками и частотами показал, что от конкретного способа реализации сигнала с прямоугольным амплитудным спектром зависит разрешающая способность алгоритма по доплеровскому приращению частоты и ширина зоны однозначных частотно-временных измерений.
  5. Использование рабочих статистик, основанных на анализе собственных чисел, в задачах обнаружения возможно и эффективно при обработке сигналов с равномерным спектром. Энергетический проигрыш данных статистик относительно согласованных методов обработки не превышает 3 дБ в диапазоне длин выборок данных от 8 до 128 при обработке сигналов с равномерным и сосредоточенным в полосе анализа спектром.
  6. Введение в спектр сигнала неравномерности G=10 приводит к смещению ХО в сторону больших отношений сигнал-шум q в среднем на 10 дБ. При этом статистика, основанная на методе MUSIC, оказывается менее проигрышной, чем статистики, основанные на анализе собственных чисел.
  7. В задачах повышения устойчивости к сигналоподобным помехам для классификации полезного сигнала и помехового наиболее эффективно использовать статистики, основанные на анализе собственных чисел. Подобную классификацию возможно проводить, когда мощности сигнала и помехи существенно различаются.
  8. В задачах повышения устойчивости к сосредоточенным помехам применение рассмотренных статистик показало положительные результаты. Разрешение сигнала и мощной сигналоподобной помехи успешно производилось при разностях задержек много меньше ширины главного лепестка ФН.
  9. Обработка сигналов со степенью спектральной неравномерности G=10 приводит к смещению характеристик помехоустойчивости при обнаружении в сторону больших отношений сигнал-шум в среднем на 20 дБ.
  10.  Установлено, что точность измерения информационного параметра лежит в допустимых пределах и несущественно отличается от потенциальной точности оптимальных методов. 
  11.  Реализация алгоритмов модельно-параметрической обработки сигналов производится в цифровой форме. Главной задачей в данном случае является согласование скорости работы алгоритма со скоростью работы всего радиолокационного комплекса в целом, если речь идет об обработке в реальном времени.

Отчет о научно-исследовательской работе (rar)