Інкарбаєва О. С. Оптимізація методу оброблення сигналів у радіотехнічних системах картографування місцевості з борта вертольоту

Дисертаційне дослідження спрямоване на розроблення та дослідження методу оброблення сигналів у радіоелектронних вертольотних системах вимірювання рельєфу ділянки місцевості, що обрана пілотом для безпечного приземлення, при поганих погодних умовах і з використанням власних зондуючих сигналів. Вказані системи пропонується використовувати у якості доповнення до класичних бортових систем, що встановлюються в кабіні пілота для оцінки висоти поверхні при здійсненні посадки. Таким чином, мета дослідження – підвищення точності оцінювання рельєфу місцевості при виборі майданчика для безпечного приземлення за несприятливих метеорологічних умов за рахунок використання бортової радіолокаційної системи з оптимальним обробленням сигналів. Об’єктом дослідження є процес оброблення сигналів віддзеркалених підстильною поверхнею з метою оцінювання її рельєфу. Предметом дослідження є методи та алгоритми оброблення радіолокаційних сигналів щодо вирішення задач картографування рельєфу місцевості в вертольотних радарах. Необхідність проведення дослідження обумовлена тим, що під час виконання операцій зі застосуванням вертольотів необхідно виконувати посадку в небезпечних умовах на непідготовлений аеродром. Також під час приземлення можуть виникати курні вихри, які перешкоджають пілоту орієнтуватись у просторі та приймати вірні рішення щодо пілотування. Це супроводжується збільшеним ризиком для екіпажу та пасажирів. Перспективним варіантом вирішення проблеми є розроблення систем безпечної посадки з попередньою побудовою рельєфу. У світі наразі ведуться дослідження щодо розроблення таких систем, проте більшість з них ґрунтуються на евристичних підходах, де використані готові технологічні рішення, а надалі оброблення даних проводиться на базі узагальненого інженерного досвіду. До того, їх ефективність в умовах низької видимості обмежена. Даний недолік пропонується вирішити з використанням двоантенного пеленгатору зі наскрізним обробленням сигналів у радіодіапазоні довжин хвиль, оскільки це дозволить проводити вимірювання з підвищеною точністю та забезпечить роботу в будь-яких погодних умовах, вдень та вночі. Задля досягнення мети дисертаційного дослідження було вирішено низку завдань. Перш за все, у роботі розроблено математичні моделі просторово-часових стохастичних радіосигналів та функціонали правдоподібності для рівнянь спостереження для двоантенного вертольотного радару. За критерієм максимуму функціоналу правдоподібності синтезовано оптимальний алгоритм оброблення просторово-часових стохастичних сигналів у амплітудній сумарно-різницевій радіолокаційній системі вимірювання рельєфу, що розміщена на борту вертольоту. Особливість синтезованого алгоритму полягає в тому, що він може виконувати оцінювання дальності до кожної точки поверхні та її кутове положення, що дозволяє відновити рельєф поверхні вздовж напрямку польоту у межах перекриття діаграм спрямованості. Перевірка отриманих алгоритмів вимірювання висоти поверхні виконана на двох імітаційних моделях – при ідеальних умовах вимірювання та з урахуванням розсіювання сигналів шорсткою поверхнею. У результаті продемонстровано їх загальну працездатність, а також ефективність отриманого алгоритму відновлення рельєфу. Водночас показано, що похибка системи вимірювання висоти рельєфу визначається роздільною здатністю та геометрією зондування радару.