На основе метода максимального правдоподобия синтезированы цифровые алгоритмы определения углов и дальномерной координат радиолокационного изображения протяженного объекта в точке координатной привязки, определяемой статистическим центром отражения.

Предложен и исследован цифровой метод определения координатной привязки протяженного морского объекта по данным бинарного цифрового радиолокационного изображения (РЛИ). Полученные данные по результатам обработки реального РЛИ показали, что данный метод обеспечивает требуемые точности определения координатной привязки. Его практическая реализация проще по сравнению с существующими методами.

Приведены результаты компьютерного моделирования, которые можно использовать при разработке и модернизации трактов цифровой обработки координатной информации береговых РЛС и систем управления движением судов в стесненных условиях мореплавания.

Приведены методика и цифровые алгоритмы формирования усредненной оценки доплеровской частоты в канале измерения скорости маневрирующей радиолокационной цели по потоку нулевых переходов аддитивной смеси сигнала и нормального шума.

Рассмотрена резонансная структура следящего доплеровского фильтра, реализованного на основе автогенератора с синхронизацией прямым информационным сигналом и установкой генерируемой частоты напряжением, вырабатываемым частотным дискриминантом. Разработан резонансный фильтрующий тракт доплеровского сигнала на основе автогенератора, синхронизированного по высокой частоте внешним узкополосным сигналом, содержащим информационный параметр - доплеровский сдвиг. При этом частотная перестройка автогенератора осуществляется управляющим напряжением, воздействующим на элемент электронной перестройки - варикап. Приведены функциональные схемы и расчетные соотношения, пригодные для практического применения.

На эвристическом уровне синтезирован упрощенный вариант цифровой модели радиолокационного рассеяния сигнала при зондировании взволнованной морской поверхности, которая учитывает технические параметры и реальную геометрию размещения береговой радиолокационной станции.

На эвристическом уровне разработана цифровая тестовая модель радиолокационных отражений от дождевых осадков, особенностью которой является использование в качестве основного параметра интенсивности выпадения дождя. Существенным преимуществом разработанной модели является то, что при благоприятных условиях выпадения осадков величина интенсивности практически постоянна на всей дистанции зондирования за период обзора. Разработанная модель может найти практическое применение при разработке перспективных радиолокационных станций на этапе проектирования и формирования их тактико-технических характеристик.

Обоснована необходимость разработки методологических основ метрологической аттестации радиолокационных средств информационной поддержки служб регулирования движения судов. Разработаны метрологические основы экспериментального определения интегральных погрешностей радиолокационных средств определения местоположения и параметров движения морских судов. Разработана практическая методика метрологической аттестации радиолокационных средств и приведены основные аналитические соотношения оценки координат и погрешностей аттестации. Представленная методика отработана на реальных метрологических проверках.

Методом статистической оценки параметров сигналов синтезирован цифровой алгоритм оценки фазы гармонического сигнала маскируемого гауссовским шумом. Оценена величина проигрыша синтезированного алгоритма по сравнению с оптимальной оценкой. Приведены основные расчетные соотношения, позволяющие оценить точность и смещение оценки фазы при различных весовых функциях фазовых отсчетов. Результатом настоящей работы является теоретический синтез цифровых алгоритмов оценивания фазы гармонического сигнала, принимаемого на фоне гауссовой помехи, обусловленной внутренними шумами приемного тракта фазовой радиотехнической системы. При этом используется сигнум-преобразование исходной смеси сигнала и помехи.

Рассмотрена задача прохождения протяженного морского объекта через зону взаимного контроля двух береговых радиолокационных систем, входящих в автоматизированную систему управления движением судов. На уровне бинарного изображения протяженного морского объекта, эвристическим методом получено результирующее изображение протяженного морского объекта, синтезированное по отдельным бинарным изображениям, регистрируемым двумя береговыми радиотехническими системами. Отмечен момент принятия решения о дополнении общей бинарной картины наблюдения информацией каждой береговой радиотехнической системой в отдельности.

На основе радиофизических представлений о рассеянии радиолокационного сигнала, создаваемого протяженным объектом, синтезирована цифровая линейная модель сигнала на выходе импульсного радиолокатора с автоматизированной обработкой информации. Выполнен анализ возможности ее практического использования.

Рассмотрен вариант практической реализации системы частотно-фазовой автоподстройки (ЧФАП) частоты, основанный на использовании автогенератора, управляемого по двум входам. Проанализированы частотные свойства разработанной схемы по сравнению с обычными широко применяемыми схемами, использующими замкнутые петли авторегулирования по частоте и фазе и одновходовым синхронизированным генератором. Приведены основные аналитические соотношения. Показано, что такой вариант системы ЧФАП при существенно более простой технической реализации обладает рядом преимуществ, связанных с отсутствием замкнутых трактов авторегулирования по частоте и фазе, а именно, устойчивостью, монохроматичностью спектральной линии, прямой синхронизацией генератора по фазе и т.д.

Приведена и проанализирована практически реализуемая структура согласованного приемника фазового измерительного сигнала, представляющего синхронизированный генератор с принудительной электронной настройкой, осуществляемой следящей системой на основании модулированного фильтра (МФ). Построенный таким образом согласованный приемник обладает широкой полосой сигнала при минимальных искажениях закона изменения фазы входного сигнала с медленно изменяющейся частотой. Даны основные расчетные соотношения, позволяющие оценить искажения фазы, полосу захвата и удержания, скорость синфазирования в зависимости от отношения сигнал/шум и параметров резонансных систем СГ и МФ.

На основании методологии оценивания статистических характеристик угловых и дальномерных шумов протяженных объектов приведены результаты расчетов для объектов, приближенных к реальным морским судам. Получены конкретные числовые величины этих характеристик.

Разработаны на эвристическом уровне эффективные методы дискретизации узкополосного случайного процесса, представляющего аддитивную сумму гармонического сигнала и нормального узкополосного шума. Описаны цифровые алгоритмы практической реализации методов при оценке частоты доплеровского сигнала для нулевой и ненулевой расстройках относительно аналогового узкополосного тракта измерительной системы. Приведены результаты компьютерного моделирования. Результаты исследований могут быть рекомендованы к использованию при модернизации измерителей частоты в существующих частотных радиотехнических системах и вновь разрабатываемых.

Разработан и исследован цифровой статистический метод оценивания координат статистического центра отражения протяженного морского объекта, основанный на весовой коррекции элементов бинарного изображения. Оценена эффективность метода весовой коррекции в сравнении с упрощенным методом нормализации радиолокационного изображения объекта. Полученные результаты можно использовать при разработке автоматизированных радиотехнических систем различного назначения.

Рассмотрен и проанализирован следящий доплеровский фильтр, обеспечивающий функционирование тракта УПЧ в режиме согласованного фильтра при непрерывном входном сигнале. Схема фильтра с принудительной перестройкой синхронизированного генератора обладает высоким быстродействием, помехоустойчивостью и практически отсутствием срыва слежения.

На основе известного метода нормализации плоских изображений разработан упрощенный метод нормализации радиолокационного изображения протяженного морского объекта, допускающий замену реального изображения прямоугольником, что существенно упростило алгоритм определения координатной привязки реального изображения к конструкции морского судна.

Обоснована и доказана возможность замены следящего фильтра с принудительной перестройкой и синхронизацией управляемого генератора эквивалентной схемой комбинированной ФАП. Приведены основные расчетные соотношения для минимизации среднеквадратических ошибок по возмущающему параметру и помехе, при которых достигается оптимальная помехоустойчивость и оптимальное быстродействие. На качественном уровне даны рекомендации выбора полос эффективной синхронизации по отношению к технической стабильности автогенератора.

Изложены физические основы радиолокационного обнаружения объектов. Внимание уделено поиску сигналов в радиолокационных и радионавигационных системах, выделению сигналов движущихся целей на фоне пассивных помех. Рассмотрены системы измерения скорости, методы и устройства измерения угловых координат, основы радиотеплолокации.