Диссертация (1091292), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

Это означает, что наблюдаемаядальность отражения одного и того же «запредельного» МО в смежныхинтервалахбудетразличной.Используяэтосвойство,можносформулировать два критерия, устанавливающих, что принятый эхо-сигналявляется «запредельным».Кроме того, можно полагать, что для «однозначного» МО в заданномэлементе разрешения средние мощности, принятые в смежных интервалахзондированияT1иT2примерно одинаковые.

При этом для «однозначного»эхо-сигнала выполняется условие (T i )   (T i  T i 1 ). Для «запредельных» эхо-сигналов эти условия не выполняются.Критерийнаяобработка,основаннаянауказанныхпринципах,проверялась экспериментально на действующем изделии «ДМРЛ-С». Приработе по первому критерию усреднялись мощности пачек в каждом из 100040элементов дистанции ср 1 =−12=0этого определялось их отношение22и ср 1 =  Pc p ( T 1 ) / Pc p ( T 2 )2=02−12. После.

Если величинапревышала порог ~3дБ, то выдавался признак, что анализируемый эхосигнал пришел от «запредельной» дальности, в которую он пересчитывалсяна карте отражаемости.Второй критерий уточнял первый. Для этого, вычислялись значения c p (T1 ), cp (T 2 ) ( T i )   ( T1  T 2 )и c p (T1  T 2 )в каждом элементе дистанции. Если условиене выполнялось, то как и в первом случае, эхо-сигналыопределялись как «запредельные» и пересчитывались на свою «реальную»дальность.Эксперимент проводился в следующих условиях. В изделии «ДМРЛ-С»данные каждого конического сечения карты отражаемостей с выходаустройства внутриимпульсной обработки (СФ сжатия СФМ сигнала) былиполучены в режимах высокойнизкойF1  3 3 3 Г ц ( Т 1  3 м с ) ;F1  1 к Г ц ( Т 1  1 м с ) ; F 2  0 . 8 к Г ц ( ТF 2  3 1 0 Г ц ( Т2 3 .2 м с )частотимпульсов (ЧПИ).Рис.1.11.

Исходные данные эксперимента.2 1 .2 м с )иповторения41Данные, полученные при использовании высоких ЧПИF1иF2обрабатывались вышеуказанными критериями, а результаты обработкисравнивались с данными, полученными на низких ЧПИ F  и1F 2, для которых«запредельные» отражения, естественно отсутствовали.На рис.1.11 справа представлены распределения полей отражаемости,полученные при обработке записанных данных режима работы с низкойЧПИ. Здесь на дальностях больших 150км наблюдается МО с относительнонебольшим уровнем отражаемости (~25дБZ). На рис.1.11 слева представленакарта отражаемости для режима с высокой ЧПИ без использованияпроверяемых критериев.

На нем отчетливо видны сильные искаженияданных, вызванные отражениями от МО, находящихся на «запредельных»дальностях. На рис.1.12-13слева представлено распределение поляотражаемости для режима с высокой ЧПИ, а справа на тех же рисункахпредставленырезультатыобработкиэтихданныхвышеуказаннымикритериями. При этом обработка данных проводилась с использованиемкритерия по мощности (рис.1.12) и критерия по коэффициенту корреляции(рис.1.13) определения «запредельных» эхо-сигналов.Рис.1.12 Восстановление «запредельных» МО критерием по мощности.42Рис.1.13 Восстановление «запредельных» МО критерием по коэффициенту корреляции.Таким образом, применение предлагаемых критериев позволяетполучитьинформациюобинтенсивностях«запредельных»отраженийпривосстановленнаяинформацияиистинныхиспользованиикачественновысокойсравнимасдальностяхЧПИ.Этаинформацией,полученной режиме низкой ЧПИ.

Анализ показал хорошее согласованиеданных.1.5 ВыводыТаким образом, проведенные теоретические и экспериментальныеисследования позволяют сделать следующие выводы:1. Для статистического анализа оценок интенсивности (отражаемости)МО разработана методика, основанная на математической моделиотраженийотМОиобеспечивающаярасчетстатистическиххарактеристик отражений от МО, описываемых АР процессамипорядка р=∞ и р=3.2. На основе математической модели получены семейства плотностей ифункций распределения случайных относительных ошибок оцениванияинтенсивности МО, результаты моделирования позволяют определитьусловия, при которых точность оценивания попадает в заданныйдоверительный интервал, в частности q  1д Б.433. Количественные оценки случайных ошибок (средние значения,дисперсии и т.д.) исследованы в широком диапазоне параметров:заданного значения ОСШ, коэффициентов МПК (ρ) и объемаобучающей выборки (К) для АР процессов различного порядка.Например, при ОСШ = 10 дБ и ρ = 0,9 ошибка оценки отражаемости непревышает ±1 дБ с вероятностью 0,958 при К = 10 и с вероятностью0,849 при К = 5.4.

С целью устранения искажений оценок интенсивности МО, вызванныхналожениемэхо-сигналов,приходящихс«однозначных»и«неоднозначных» дальностей, сформулирована статистическая задачаразличения сигналов с учетом специфики отражений от МО.5. Для ситуации «наложения» предложены и исследованы два основныхметода компенсации «запредельных» отражений:- поочередное (через интервал зондирования) применение сложныхортогональных ЗС;- кодирование начальных фаз импульсов накапливаемой пачки(например, кодом Баркера или М-последовательностями).6.

При использовании соответствующей согласованной обработки первыйметод позволяет ослабить запредельные отражения в В раз, где В – базасигнала. Кодирование начальных фаз импульсов в М-элементной пачкедает дополнительное ослабление этих отражений при накоплении,зависящее от частоты Доплера (Fд). Например, при М = 23 и Fд = 0дополнительное ослабление составляет 15,7 дБ.7. В ситуациях, когда «однозначные» и «неоднозначные» отражения неперекрываются, предложены методы устранения помех на основекорреляционногоиэнергетическогокритериев.Эффективностьпредложенных критерийных методов подтверждена в ходе натурныхэкспериментов на первом отечественном ДМРЛ, где они внедрены ваппаратно-программный комплекс первичной обработки.44Глава 2. Статистический анализ оценок СРС МО и способыобеспечения их однозначности2.1.

Обоснование методики сравнения оценок СРС на основематематической модели отражений от МОВ связи с отсутствием эталонов отражений от МО, для оценки СРС МО(первого момента спектра МПФ) была разработана статистическая модель,учитывающая случайный характер отражений от МО, и позволяющаяполучать плотности и интегральные законы распределений ошибокоценивания. Эта статистическая модель описывает МО как совокупностьслучайных отражателей и построена на основе нижеуказанных допущений иисходных соотношений.Будем полагать, что любая ДХ МО в каждом элементе дистанцииоценивается по– мерной обучающей выборке. Она образуетсяМ  Каддитивной смесью отсчетов собственного шума приемника и отражений отМО вМсмежных интервалах (периодах) зондирования изКсмежныхэлементов дистанции.Y гдеC N (0,Ф )K y i  i 1 ,yi y (i)lMl 1(2.1)C N (0,  )- обозначение комплексного нормального процесса с нулевымсредним и корреляционной матрицей Ф.КомплексныеМ-мерныевекторыyi y (i)lMl 1выборки(2.1)соответствуют М-элементной пачке входных сигналов i-го элементадистанции и полагаются нормальными и взаимонезависимыми с нулевымсредним значениемyi  y*j 0 , y i  0 , i  j , i , j  1 ...

K(2.2)Все вектора имеют одинаковую корреляционную матрицу (КМ) вида:  pqMp ,q 1 y i  y i  I M     , i  1, K*(2.3)45где- единичнаяIMКМ некоррелированных собственных шумовM  Mприемника с одинаковой (единичной) дисперсией (мощностью);- относительная (по отношению к шуму) мощность отражения от МО;  pqMp ,q 1- нормированная (pp 1) КМ междупериодных флюктуаций(МПФ) отражений от МО с элементами, имеющими вид:1/ 2pqS n o rm ( f )  e x pj  2   f p q df(2.4)1/ 2Связь спектра МПФ с элементами матрицызадается известнымравенством Виннера-Хинчина [39; 40]:1/ 2S n o rm ( f ) d f   1,pp(2.5)p  1, M1/ 2Введем обозначения:l 1l l/ T cp , lT i , l  1 ...M.T cp i 1гдеl1M 1M 1(2.6)Tii 1- временной интервал между первым и l-ым импульсами М-элементной пачки, Тср - средний интервал зондирования.В дальнейшем также удобно пользоваться безразмерной частотойf  f  T cp  f / F cp, гдеF cp  1 / T cp- средняя частота повторения импульсов.Как показано в [25; 41], отражения от МО корректно аппроксимироватьпроцессами авторегрессии (АР) различного (целого) порядкаp  1соспектрами вида:S n o rm ( f ) cn, i  i ep1 i e j  2   fj  2   f i, i  1, i  1 .

Характеристики

Список файлов диссертации