LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Науки про Землю (Геонауки) → Авіаційно-космічні багатопозиційні радіолокаційні системи з синтезуванням апертури антени


Міністерство освіти і науки України

Національний аерокосмічний університет

ім. М.Є. Жуковського "Харківський авіаційний інститут"



Ксендзук Олександр Володимирович





УДК 528.85+621.396.96





авіаційно-космічні

Багатопозиційні радіолокаційні системи

з синтезуванням апертури антени



05.07.12 – дистанційні аерокосмічні дослідження





АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора технічних наук




Харків – 2006

Дисертацією є рукопис.


Робота виконана у Національному аерокосмічному університеті ім. М.Є. Жуковського "Харківський авіаційний інститут"


Науковий консультант:

доктор технічних наук, професор Волосюк Валерій Костянтинович,

Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського "Харківський авіаційний

інститут", кафедра "Проектування радіоелектронних систем літальних апаратів".


Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор Голкін Дмитро Васильович,

Харківський університет Повітряних Сил імені Івана Кожедуба,

Міністерство оборони України, м. Харків;

доктор технічних наук, професор Піскорж Володимир Вікторович,

ВАТ „АТ Науково-дослідний інститут радіотехнічних вимірювань"

Національного космічного агентства України, м. Харків;


доктор технічних наук, професор Попов Михайло Олексійович,

Науковий центр аерокосмічних досліджень Землі

Національної академії наук України, м. Київ.


Провідна установа: Центр радіофізичного зондування Землі ім. А.І. Калмикова НАН України та НКА України, м. Харків.


Захист відбудеться "__17__" _травня _ 2007 р. о _14-00____ на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.062.07 у Національному аерокосмічному університеті ім. М.Є. Жуковського "Харківський авіаційний інститут" Міністерства освіти і науки України за адресою:

61070, м. Харків, вул. Чкалова, 17.


З дисертацією можна ознайомитись у науково-технічній бібліотеці Національного аерокосмічного університету ім. М.Є. Жуковського "Харківський авіаційний інститут" Міністерства освіти і науки України за адресою: 61070, м. Харків, вул. Чкалова, 17.


Автореферат розісланий "_11__" __вересня____ 2006 р.


Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Лукін В.В.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ


Актуальністьтеми. Найважливішим фактором науково-технічного розвитку України є ряд взаємозв'язаних задач з використання природних ресурсів, захищеності від загроз техногенного і природного характеру, охороні навколишнього середовища, забезпеченню безпеки транспортних перевозок та інших. Як свідчить світовий досвід, одним з найбільш ефективних засобів інформаційного забезпечення при вирішенні цих проблем є авіаційно-космічні системи дистанційного зондування (ДЗ) Землі. Важливою складовою таких систем є радіолокаційні системи, у тому числі й з синтезуванням апертури антени (РСА), які здатні працювати у складних погодних умовах вдень та вночі, за наявності туману, хмарності, задимлення та ін.

Дотепер експлуатувались, а нині використовується і знаходиться у розробці значна кількість космічних та авіаційних радіолокаційних систем дистанційного зондування поверхні: Січ (Україна), Terra SAR (Німеччна), COSMO-Skymed (Італія), TECSAR (Ізраїль), Кондор-Е (Росія), MARSIS (Євросоюз), ENVISAT, ALOS (Японія), RADARSAT - 1, 2 (Канада), COMPACT (Росія), SIR-X SAR (Германія).

Серед радіолокаційних систем найбільш широкого практичного застосування набули моностатичні (розташовані на одному носії) системи з синтезуванням апертури антени авіаційного та космічного базування. Однак ці системи не завжди задовольняють вимоги щодо якості радіолокаційних даних. Їх основні недоліки – відносно низька роздільна здатність, викликана високим рівнем спекл-шуму, та, як наслідок, необхідність згладжування радіолокаційних зображень операторами вторинної обробки, які знижують результуючу роздільну здатність; висока імовірність пропуску малорозмірних і просторово-протяжних цілей при певній просторовій конфігурації; низька оперативність і періодичність отримання інформації та інші.

Необхідність усунення цих недоліків обумовлює вдосконалення апаратури та алгоритмів обробки в РСА. Однак усунути більшість цих недоліків тільки за рахунок вдосконалення моностатичних систем неможливо.

Постійне підвищення вимог до систем дистанційного зондування та, зокрема, до точності, надійності, можливості оперативного отримання даних з мінімальними розмірами зон затінення привели до необхідності створення глобальної системи моніторингу земної поверхні. Такою глобальною системою є багатопозиційна радіолокаційна система з синтезуванням апертури антени (БПРСА) аерокосмічного базування. Особливість БПРСА полягає у тому, що окремі елементи у її складі функціонально пов'язані між собою, що дозволяє з високою ефективністю вирішувати задачі дистанційного зондування.

Така багатопозиційна система має усі переваги існуючих РСА і здатна функціонувати вдень і вночі, у складних погодних умовах та за наявності туману, хмарності, задимлення та ін. Крім того, БПРСА має ряд суттєвих переваг перед моностатичними та бістатичними системами:

  • висока точність картографування поверхні за рахунок сумісної обробки результатів, отриманих у різних бістатичних парах;

  • більш високе еквівалентна роздільна здатність порівняно з аналогічними однопозиційними системами (еквівалентним розрізненням будемо називати результуюче розрізнення при заданому відношенні сигнал/завада на радіолокаційних зображеннях);

  • можливість картографування з мінімальними розмірами зон затінення за рахунок оптимізації просторової конфігурації та алгоритмів обробки;

  • більш висока надійність і достовірність інтерпретації радіолокаційних даних за рахунок обробки інформації, отриманої на різних кутах, частотах, поляризаціях;

  • збільшення зони одночасного огляду радіолокаційної системи, більш частий моніторинг окремих ділянок поверхні, висока оперативність отримання інформації, можливість більш тривалого спостереження за окремими ділянками поверхні по відношенню до моностатичних систем;

  • висока ймовірність правильного виявлення малорозмірних і просторово-протяжних об'єктів при низькій ймовірності помилкової тривоги навіть за умови затінення цих об'єктів для окремих елементів системи ДЗ;

  • висока роздільна здатність і точність відтворення цифрових карт рельєфу поверхні з можливістю виявлення зон затінення;

  • можливість розгортання багатобазових інтерферометрів, які дозволяють виконати відтворення топографічних карт з високою роздільною здатністю при великому інтервалі однозначних вимірювань за рахунок використання різних несучих частот/баз;

  • можливість відтворення тривимірних радіолокаційних зображень природних і штучних об'єктів за рахунок обробки даних, отриманих з