ОЦЕНКА КООРДИНАТ ИСТОЧНИКА РАДИОИЗЛУЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ РЕШЕНИЯ ЛИНЕАРИЗОВАННОЙ СИСТЕМЫ УРАВНЕНИЙ РАЗНОСТНО-ДАЛЬНОМЕРНОГО МЕТОДА

Гринь Илья Владимирович, магистрант, Нижегородский государственный университет имени Н. И. Лобачевского (Россия, г. Нижний Новгород, пр. Гагарина, 23), yelowt@mail.ru
Ершов Роман Александрович, аспирант, Нижегородский государственный университет имени Н. И. Лобачевского (Россия, г. Нижний Новгород, пр. Гагарина, 23), yelowt@mail.ru
Морозов Олег Александрович, доктор физико-математических наук, профессор, кафедра информационных технологий в физических исследованиях, Нижегородский государственный университет имени Н. И. Лобачевского (Россия, г.Нижний Новгород, пр.Гагарина,23), oa_morozov@nifti.unn.ru
Фидельман Владимир Романович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой информационных технологий в физических исследованиях, Нижегородский государственный университет имени Н. И. Лобачевского (Россия, г. Нижний Новгород,пр. Гагарина,23), fidelman@nifti.unn.ru

621.396

Актуальность и цели. Одним из наиболее распространенных методов определения координат источника радиоизлучения в пассивных системах местоопределения является разностно-дальномерный метод. В качестве навигационного параметра разностно-дальномерного метода используется разность расстояний от источника до разнесенных в пространстве синхронизированных приемников, определяемая по взаимной временной задержке принятых сигналов. Определение координат источника излучения производится на основе решения системы нелинейных уравнений и требует значительных вычислительных затрат. Применение разностно-дальномерного метода в спутниковых системах местоопределения связано с необходимостью измерения навигаци- онных параметров в условиях изменения частотных характеристик принятых сигналов вследствие влияния эффекта Доплера, возникающего при распространении сигнала в спутниковой системе, и низкого отношения сигнал/шум. Основной целью работы является повышение вычислительной эффективности метода определения координат источника радиоизлучения разностно-дальномерным методом, что достигается за счет начальной оценки координат, полученной из решения линеаризованной системы уравнений, и применения вычислительно эффективного алгоритма определения взаимных временных задержек принятых сигналов при наличии доплеровского смещения спектров сигналов в условиях низкого отношения сигнал/шум.
Материалы и методы. Результаты, представленные в работе, получены путем компьютерного моделирования обработки сигналов в пассивной спутниковой системе местоопределения источника излучения на процессорах общего назначения и с использованием технологии распараллеливания вычислений на графических процессорах.
Результаты. Разработан алгоритм местоопределения источника излучения, использующий начальную оценку координат источника на основе решения линеаризованных уравнений разностно-дальномерного метода для применения в спутниковой системе местоопределения. Исследованы характеристики предложенного алгоритма.
Выводы. Показано, что при использовании предложенного подхода достигается значительный прирост производительности расчета координат источника радиоизлучения. Важной особенностью предложенного алгоритма является возможность его использования при обнаружении и определении местоположения источников радиоизлучения в режиме реального времени.

Ключевые слова

разностно-дальномерный метод, взаимная временнаязадержка, определение координат.

 Скачать статью в формате PDF

1. Черняк, В. С. Многопозиционная радиолокация / В. С. Черняк. – М. : Радио и связь, 1993. – 416 с.
2. Ворошилин, Е. П. Определение координат источников радиоизлучения разностно-дальномерным методом с использованием группировки низкоорбитальных малых космических аппаратов / Е. П. Ворошилин, М. В. Миронов, В. А. Громов // Доклады ТУСУРа. – 2010. – № 1 (21), ч. 2. – С. 23–28.
3. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования / под ред. А. И. Перова, В. Н. Харисова. – М. : Радиотехника, 2010. – 800 с.
4. Козлов, А. В. Развитие спутниковой системы позиционирования и сбора данных ARGOS / А. В. Козлов, А. В. Пестряков // Телекоммуникации и транспорт. – 2012. – № 2. – С. 36–39.
5. Гришин, Ю. П. Радиотехнические системы / Ю. П. Гришин, Ю. М. Казаринов, П. В. Ипатов. – М. : Высш. шк., 1990. – 496 с.
6. Морозов, О. А. Определение временной задержки сигналов методом адаптивной цифровой фильтрации / О. А. Морозов, Е. А. Солдатов, В. Р. Фидельман // Автометрия. – 1995.–№2.–С.108–113.
7. Логинов, А. А. Комбинированная цифровая фильтрация гармонического заполнения фазоманипулированных сигналов в задаче определения временной задержки / А. А. Логинов, О. А. Морозов, Е. А. Солдатов, С. Л. Хмелев // Известия вузов. Радиофизика. – 2007.–Т.50,№3.–С.255–264.
8. Жиглявский, А. А. Методы поиска глобального экстремума / А. А. Жиглявский, А. Г. Жилинскас. – М. : Наука, Физматлит, 1991. – 247 с.
9. Канаков, В. А. Исследование характеристик многопозиционной локационной системы малой дальности для диагностики динамических процессов / В. А. Канаков, В. В. Горда // Известия вузов. Радиофизика. – 2013. – Т. 56, № 2. – С. 124–134.
10. Канатников, А. Н. Линейная алгебра / А. Н. Канатников, А. П. Крищенко. – М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. – 336 с.
11. Каханер, Д. Численные методы и математическое обеспечение / Д. Каханер, К. Моулер, С. Нэш. – М. : Мир, 1998. – 575 с.
12. Логинов, А. А. Алгоритм вычисления функции неопределенности в задаче одновременной оценки частотно-временных характеристик сигналов / А. А. Логинов, Д. С. Марычев, О. А. Морозов, В. Р. Фидельман // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. – 2013. – № 3 (27). – С. 62–74.