Розглядаються питання автоматичної внутрішньої калібровки бортових радіолокаторів бокового огляду дистанційного зондування поверхні Землі типу "Космос-1500", "Січ-1", літакових систем - "Аналог" та МАРС. Приводяться оцінки похибок вимірювань кількісних значень питомої ефективної площі розсіяння зондованих поверхонь та результати радіолокаційної зйомки тестових полігонів.

Дисертацію присвячено проблемі визначення рельєфу та оптичних (радіооптичних) параметрів ділянки поверхні планети за серією її некогерентних зображень в оптичному або радіодіапазоні. Запропоновано математичну коректну постановку задачі та метод її розв'язку. Показано, що коректний підхід потребує сумісного розгляду чотирьох задач: визначення рельєфу поверхні, її оптичних характеристик, усунення замиття зображень, зумовленого земною атмосферою і недосконалістю зображуючої системи, та суміщення зображень. Запропонований метод розповсюджено на випадок зображень, одержаних за допомогою радіолокатора з синтезованою апертурою. Можливості методу та його ефективність досліджено експериментально на комп'ютерній моделі. Результати наведено у вигляді карт рельєфу, оптичних параметрів та похибок їх визначення.

Представлено аналітичний вираз, що описує радіолокаційне зображення поодинокої точкової цілі в радіолокаторі бокового огляду з синтезованою апертурою, при використанні багаточастотного сигналу.

Розглянуто проблему радіолокаційного визначення поверхневої дощової вологості грунту за даними супутникового моніторингу. Запропоновано методику, яка дозволяє визначити за даними радіолокатора бокового огляду штучного супутника Землі "Січ-1" поверхневу вологість і солоність грунту. Отримані значення вологості для одного із районів Запорізької області добре узгоджуються з даними контактних вимірювань.

Розглянуто новий і перспективний метод дистанційних та неруйнівних геовимірювань, які виконуються з допомогою радіолокаторів підземного зондування або георадарів. Цей метод грунтується на використанні мікрохвильових радарів для зондування підземних середовищ і засобів обчислювальної техніки для обробки даних. Описано області використання георадарів, подано їх основні технічні характеристики та можливості, відображено сучасний рівень розвитку цієї технології. Викладено деякі авторські результати, одержані під час таких досліджень з початку 90-х років. Викладений матеріал проілюстровано результатами практичних робіт, виконаних в Україні протягом 1997 - 1998 рр.

Наведено результати експериментальних досліджень частотних залежностей матриць розсіяння дротових, пластинчатих та об'ємних моделей малорозмірних об'єктів. Встановлено наявність резонансів, зумовлених поляризаційними ефектами перетікання токів вертикально та горизонтально орієнтованих елементів конструкції, у разі час вибору довжини хвилі опромінювального поля приблизно в чотири рази більша, за вертикальний розмір об'єкта це призводить до суттевого збільшення його ефективної площі розсіювання (ЕПР) за умови вертикальної поляризації до величини, яка сумірна з ЕПР резонансного диполя. Цей ефект потрібно враховувати під час розробки радіолокаторів поверхневої хвилі в декаметровому діапазоні. Встановлено, що за умови горизонтальної поляризації випромінювання та вертикальної поляризації прийому ЕПР цілей має приблизно таку ж величину, як і за умов горизонтальної поляризації випромінювання та прийому, і ця величина сумірна з ЕПР резонансного півхвильового диполя. Це необхідно враховувати під час створення бістатичних РЛС декаметрового діапазону з підсвічуванням через іоносферу.

Розглянуто питання синтезу оптимальних алгоритмів обробки сигналів радіотеплового випромінювання для високочастотних випромінювань електрофізичних параметрів і статистичних характеристик природних середовищ на базі максимізації умовних функціоналів щільностей ймовірностей радіотеплових сигналів як випадкових процесів. Досліджено граничні похибки цих вимірювань за різних умов проведення аерокосмічних експериментів, які визначаються видами поляризацій радіохвиль, часом доби або сезоном проведення вимірювань, кутами орієнтації антен та ін. Розроблено рекомендації щодо вибору таких умов проведення експериментів, за яких похибки вимірювань параметрів і статистичних характеристик природних середовищ мінімальні. Запропоновано оригінальний метод та алгоритми формування зображень підповерхневих шарів грунту, вимірювання їх електрофізичних параметрів на базі використання багаточастотних сигналів, які можна застосовувати у стаціонарних системах радіобачення та в рухомих радіолокаторах типу РСА (радарах із синтезованою апертурою) у ході активного дистанційного зондування.

Наведено результати досліджень параметрів шумів каналу радіолокатора бокового огляду ШСЗ "Січ-1". Показано, що шуми каналу призводять до похибки визначення швидкості привідного вітру 10 - 20 %. У радіолокаційних зображеннях спостережено періодичні шумові структури з частотою 0,58 Гц. Отримано спектри шумів для різних режимів передавання даних.

Експериментально досліджено характеристики розсіяного сигналу за умов багаточастотного зондування параметрів грунтів і рослинного покриву. Експерименти проведено за допомогою дистанційних методів у широкому діапазоні частот з борта літака-лабораторії ІЛ-18. Для обробки результатів експериментів використано дані радіолокаторів бічного огляду 3-х см, 23-х см і 180-ти см діапазонів, а також дані сканувального радіометра 8-ми мм діапазону. Використано дані контактних вимірів. Показано переваги багаточастотного радіолокаційного зондування над одноканальними методами для оцінки параметрів грунтів і рослинного покриву. Установлено зв'язки відбитого сигналу з гранулометричним складом грунтів, щільністю та вологістю. Розглянуто можливості багатоканальної ідентифікації агрокультур і визначення ряду їх біометричних параметрів. Наведено результати застосування космічної інформації РБО ШСЗ "Січ-1" для оцінки агрометеорологічної ситуації в осінньо-зимовий період року.

Охарактеризовано стан розробок з радіовиявлення в СРСР у 30-ті роки ХХ ст., описано створення імпульсних радіолокаторів "Зеніт" та "Рубін" в УФТІ, конструювання їх окремих вузлів, переваги і недоліки даних систем, результати їх випробувань та подальшу долю, а також характер цих робіт, їх значення для становлення харківської радіофізичної школи.

Узагальнено результати робіт, ініційованих останнім часом у Радіоастрономічному інституті НАН України, щодо створення радіолокаторів міліметрового діапазону довжин хвиль. Розроблені радіолокаційні системи включають метеорологічні локатори та літаковий радіолокатор бічного огляду. Вони дають можливість проведення вимірювань у 8- і 3-мм діапазонах довжин хвиль з високим просторовим розділенням у реальному часі. Обговорено питання побудови цих інструментів, використано нові технічні рішення та методи обробки сигналів. Представлено результати проведених вимірювань.

Розглянуто задачі побудови адаптивних алгоритмів синтезу радіолокаційних зображень поверхневих шарів місцевості за сигналами когерентного бортового радіолокатора. Запропонований алгоритм належить до класу адаптивних алгоритмів, які вилучають інформацію за траєкторними похибками безпосередньо з відбитого від поверхневого шару землі радіолокаційного сигналу. Як інформаційні параметри використано математичне очікування оцінки зсуву доплерівського спектра в інтервалі синтезування, а також її вищі похідні. Це забезпечує можливість автоматичного коригування зображень, обумовлених не тільки похибками за швидкістю польоту носія, а також дозволяє врахувати похибки та швидкості прискорення в ході формування радіолокаційних зображень. Наведено результати обробки сигналів бортової радіолокаційної станції з синтезуванням апертури антени. Розглянуто особливості роботи алгоритму за різних умов.

Індекс рубрикатора НБУВ: З95-5-045

Рубрики:

Радіолокація

Шифр НБУВ: Ж69398 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: Р120.11

Рубрики:

Фізичні чинники зовнішнього середовища та їх гігієнічна оцінка

Шифр НБУВ: РА323164 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Відзначено, що побудова зображень параметрів водяних хмар, що дають опади, та дощу за допомогою вертикально орієнтованого доплерівського радіолокатора є важливою задачею. Запропоновано алгоритм, що базується на незалежній оцінці ефективного діаметра та концентрації крапель. Цей підхід відрізняється від підходу Маршала - Пальмера, що базується на оцінці одного параметра - коефіцієнта радіолокаційного відбиття. Показано, що підхід Маршала - Пальмера забезпечує добру оцінку усереднених параметрів, але не придатний для побудови зображень параметрів з високим розділенням в координатах час - висота. Розглянутий підхід з двома параметрами випробувано на поляриметричному доплерівському радіолокаторі MIRA-36. Наведено результати вимірювань та їх обробки. Запропонований алгоритм є придатним для роботи у реальному часі на вертикально спрямованих доплерівських радіолокаторах.

Наведено загальні відомості про бортові радіолокаційні системи та розглянуто принципи одержання навігаційної та метеорологічної інформації бортовими метеонавігаційними радіолокаторами. Проаналізовано некогерентні, когерентно-імпульсні, поляриметричні та доплерівсько-поляриметричні методи та системи. Висвітлено методи дистанційного зондування навколишнього середовища.

Приведены общие сведения о бортовых радиолокационных системах и рассмотрены принципы получения навигационной и метеорологической информации бортовыми метеонавигационными радиолокаторами. Проанализированы некогерентные, когерентно-импульсные, поляриметрические и доплеровско-поляриметрические методы и системы. Освещены методы дистанционного зондирования окружающей среды.

За допомогою планетного радіолокатора "Євпаторія" (Україна) та з участю приймальних антен "Ведмежі Озера" (Росія), "Ното" (Італія), "Торунь" (Польща), "Шанхай" (Китай), "Урумчі" (Китай), "Симеїз" (Україна) й інших з 1999 р. до 2003 р. проведено шість експериментів з РНДБ-локації планет земної групи, навколоземних астероїдів та об'єктів космічного сміття на високих орбітах. Комбінація методів радіолокації та РНДБ дозволила одержати новий науковий інструмент для вимірювань короткоперіодичних варіацій власного руху планет земної групи та визначення траєкторій руху тіл Сонячної системи у квазіінерціальній системі координат Radio Reference Frame. Зареєстровано луна-сигнали від 25-ти об'єктів космічного сміття на геостаціонарній, високоеліптичній і півдобовій орбітах (зроблено прецизійні вимірювання зміщення частоти, зумовленого ефектом Допплера, періоду обертання й оцінки розмірів), а також від планет Венера та Марс.

У межах композитної моделі питомої ефективної площі розсіяння морської поверхні розглянуто особливості формування кутової структури радіолокаційних зображень (РЛЗ). Показано, що в разі відновлення фізичних параметрів атмосфери й океану необхідно враховувати як брегівську, так і дзеркальну складові розсіяння та зміни їх співвідношення за різних кутів спостережень та метеоумов. Запропоновано можливий підхід щодо створення алгоритму відновлення модуля швидкості вітру у всьому кадрі РЛЗ, реалізація якого дозволить зіставляти дані радіолокатора бокового огляду з даними зарубіжних скаттерометрів.

Проаналізовано особливості комбінованої калібровки радіолокаторів з синтезуванням апертури антени (РСА) авіаційного багатоцільового радіолокаційного комплексу "МАРС". Описано засоби та методики внутрішньої та зовнішньої калібровок РСА, а також результати випробувань РСА на тестових полігонах.

Розглянуто новий метод азимутального стиску під час обробки сигналів цифрових радіолокаторів синтезованої апертури. Метод засновано на логічній процедурі порівняння двох синтезованих діаграм спрямованості, що розраховуються з одного масива даних траєкторного сигналу шляхом зважування за допомогою відповідних антенних вікон. Залежно від наслідку порівняння формується компарована діаграма спрямованості. Показано, що застосування компарованої діаграми спрямованості збільшує розрізнення, знижує рівень побічних пелюсток і розширює динамічний діапазон виявлення цілей у порівнянні з обробкою сигналів за допомогою антенних вікон оптимальних за дольф-чебишевським критерієм.

Рассмотрен новый метод сжатия по азимуту при обработке сигналов цифровых радиолокаторов синтезированной апертуры. Метод основан на логической процедуре сравнения уровней двух синтезированных диаграмм направленности, рассчитываемых из одного и того же массива данных траекторного сигнала путем взвешивания с помощью соответствующих антенных окон. В зависимости от результата сравнения формируется компарированная диаграмма направленности. Показано, что применение компарированной диаграммы направленности увеличивает разрешающую способность, снижает уровень боковых лепестков и расширяет динамический диапазон обнаружения целей по сравнению с обработкой сигналов с помощью антенных окон оптимальных по дольф-чебышевскому критерию.

We have been proposed the new signal processing method for a digital synthetic aperture radar azimuth compression. The method is based on the nonlinear logical comparison procedure of two synthetic aperture patterns. Patterns were formed from the sametrajectory signal data by weighing with a help of appropriate antenna windows. Is was shown, that the synthetic aperture patterns comparison algorithm permit one to increase the azimuth resolution, to reduce side lobes and to expand the dynamic range of target detection in comparison with a convenient procedure using Dolf-Chebyshev antenna windows