ДИНАМІЧНІ МОДЕЛІ ПРОСТОРОВО-ЧАСОВОЇ ОБРОБКИ СИГНАЛІВ ВІД ДЖЕРЕЛ РАДІОВИПРОМІНЮВАННЯ В УМОВАХ РОЗНЕСЕНОГО ПРИЙОМУ ЛОКАЦІЙНОЇ ІНФОРМАЦІЇ
DYNAMIC MODELS OF SPACE-TIME SIGNAL PROCESSING FROM RADIO-FREQUENCY RADIATION SOURCES IN THE CONDITIONS OF SPACED RECEPTION OF LOCATION INFORMATION
Сторінки: 12-25. Номер: №2, 2020 (283)
Автори:
В.А. ДРУЖИНІН
Київський національний університет імені Тараса Шевченка
Ю.М. БОЙКО, О.І. ЄРЬОМЕНКО
Хмельницький національний університет
В.І. КОРСУН
ДП «УДЦР»
V.А. DRUZHININ
Taras Shevchenko National University of Kyiv
J.М. BOIKO, O.I. EROMENKO
Khmelnytskyi National University
V.I. KORSUN
SE «UCRF»
DOI: https://www.doi.org/10.31891/2307-5732-2020-283-2-12-25
Рецензія/Peer review : 17.5.2020 р.
Надрукована/Printed : 16.6.2020 р.
Анотація мовою оригіналу
Описано алгоритми визначення координати джерел радіовипромінювання в пасивному режимі в умовах неспрямованого прийому в рамках визначення потенційних можливостей методів синтезу апертур пасивних систем радіомоніторингу. Дана оцінка співвідношення між параметрами руху антен радіоприймальних модулів і інтервалами когерентності сигналу під час радіомоніторингу. Отримано вираз для розрахунку похилої дальності до джерела радіовипромінювання. Синтезовано блок-схему алгоритму визначення пеленгів на джерела радіовипромінювання та його несучої частоти. Запропоновані методи реалізації необхідного положення точок прийому на інтервалі часу моніторингу для однозначного визначення пеленгів на джерела радіовипромінювання в пасивному режимі при русі радіоприймачів із апріорно визначеною просторовою конфігурацією. Отримано вираз динамічної помилки (промах) утримання ведених на потрібній траєкторії як у випадку чистого переслідування, так і у випадку переслідування зі зміщенням. Досліджено модель оцінювання точності визначення координат джерел радіовипромінювання з метою аналізу точності їх пеленгування.
Ключові слова: радіомоніторинг, апертура, просторово-часова обробка, радіоприймальний модуль, радіозавада.
Розширена анотація англійською мовою
Algorithms for determining the coordinates of radio-frequency radiation sources in passive mode in the conditions of non-directional reception are described in the framework of determining the potential of methods of synthesis of apertures of passive radio monitoring systems. The relation between the antenna motion parameters of radio receiving modules and signal coherence intervals during radio monitoring is estimated. An illustration of ambiguous determination of the direction of signal arrival from radio interference sources in the conditions of undirected reception is carried out. The geometrical ratio of angles at change of the direction of movement of the carrier of the radio receiving module is proved. The trajectories of radio receiving modules in parallel courses with certain distance and interval between carriers are synthesized. An expression for calculating the inclined distance to the source radio-frequency radiation is obtained. the block diagram of the algorithm for determining bearings for radio sources and its carrier frequency is synthesized. The graphic interpretation of kinematic relations at movement of the leading and conducted remotely piloted aircraft is resulted. Methods of realization of necessary position of reception points on an interval of time of monitoring for unambiguous definition of bearings on radio-frequency radiation sources in a passive mode at movement of radio receivers with a priori defined spatial configuration are offered. Projections of trajectories of movement of two carriers of radio receiving modules with the set interval and distance between them on a horizontal plane are constructed. It has been found that it is possible to hold the subjects at the appropriate distance by means of a radio beam (on the line of sight). The expression of dynamic error (mistake) of keeping the conducted on the necessary trajectory both in case of pure pursuit, and in case of pursuit with shift is received. The model of estimating the accuracy of determining the coordinates of radio-frequency radiation sources is investigated in order to analyze the accuracy of their direction finding. The bearing was found to be trigonometrically dependent on the coordinates of the radio-frequency radiation sources and the meter. The results of mathematical modeling of the change of the standard deviation of the accuracy of the coordinates of radio-frequency radiation sources from the time of signal accumulation (aperture synthesis) are presented.
Keywords: radio monitoring, aperture, space-time processing, radio receiver module, radio interference.
References
1. Druzhynin V. A. Problemy formuvannia ta obrobky radiolokatsiinoi informatsii v systemakh radiobachennia : monohrafiia / V.A. Druzhynin. – Kyiv : Lohos, 2013. – 230 s.
2. Metody ta alhorytmy obrobky i zakhystu informatsii v radiolokatsiinykh systemakh iz zminnoiu prostorovoiu konfihuratsiieiu : monohrafiia / V. A. Druzhynin, S.V. Toliupa, V.S. Nakonechnyi, N.V. Tsopa, Ye.V. Batrak. – Kyiv : Lohos, 2014. – 251 s.
3. Metodyka vyznachennia mistseznakhodzhennia dzherel radiozavad v umovakh pasyvnoi lokatsii / V. A. Druzhynin, V. I. Korsun, K. A. Sokolov [ta in.] // Herald of Khmelnytskyi National University. – 2019. – № 3. – S. 82–91.
4. Horban I.I. Obrobka hidroakustychnykh syhnaliv u skladnykh dynamichnykh umovakh : monohrafiia / I.I. Horban. – Kyiv : Naukovo-vyrobnyche pidpryiemstvo «Vydavnytstvo «Naukova dumka» NAN Ukrainy», 2008. – 270 s.
5. Karavaev V.V. Statystycheskaia teoryia passyvnoi lokatsyy / V.V. Karavaev, V.V. Sazonov. – M. : Radyo. 1987. – 240 s.
6. Hayes M.P., Gough P.T. Synthetic aperture sonar: a review of current status. IEEE J. Ocean. Eng. 2009. V. 34. №. 3. P. 207–224.
7. Autrey S.W. Passive synthetic arrays. IEEE J. Ocean. Eng. 1988. V. 84. № 2. P. 592–598.
8. Stergiopoulos S. Optimum bearing resolution for a moving towed array and extension of its physical aperture. The Journal of the Acoustical Society of America. 1990. V. 87, № 5. P. 2128–2140.
9. Edelson G.S., Tufts D.W. On the ability to estimate narrow-band signal parameters using towed arrays. IEEE Journal of Oceanic Engineering. 1992. V. 17, № 1. P. 48–61.
10. Ivanenkov A.S., Korotin P.I., Orlov D. A., Rodionov A.A., Turchin V.I. Cramer–Rao lower bound for localization of a source with partial temporal coherence using passive synthetic aperture. Proc. of the 12th European Conference on Underwater Acoustics. 2012. Edinburgh, United Kingdom. P. 564–571.
11. Parhomey I.R., Boiko J.M. and Eromenko O.I. (2016, Aug.). Features of digital signal processing in the information control systems of multipositional radar. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering. 2(77): 75–84.
12. Parkhomei I.R. Osoblyvosti funktsionuvannia radiolokatsiinykh system lokatsii obiektiv z nyzkoiu poverkhneiu viddzerkalennia / I. R. Parkhomei, J. M. Boiko // Herald of Khmelnytskyi National University. – 2015. – № 5. – S. 194–201.
13. Boiko J., et. al., (2020, Aug.). Evaluation of phase-frequency instability when processing complex radar signals. International Journal of Electrical and Computer Engineering. Vol. 10, no 4: 4226–4236.
14. Naukovo-prykladni pytannia zabezpechennia rozdilnoi zdatnosti i efektyvnosti obrobky syhnaliv u radiotekhnichnykh ta telekomunikatsiinykh systemakh za naiavnosti zavad : monohrafiia / J. M. Boiko, O. M. Shynkaruk, L. V. Karpova, I. I. Chesanovskyi. – Khmelnytskyi : KhNU, 2019. – 218 s.
15. Karpova L., Boiko J. and Eromenko O. Synthesis of Ambiguity Functions for Complex Radar Signal Processing, 2019 IEEE International Scientific-Practical Conference Problems of Infocommunications, Science and Technology (PIC S&T), Kyiv, Ukraine, 2019,
pp. 1–6.
