Кондратенков Г.С. Радиовидение (2005) (1151787), страница 50
Текст из файла (страница 50)
Рассматриваются также законы распределения плотности вероятности амплитуд РЛИ. Трудностью использова- 0.6 0.4 0.2 0 4 8 12 1б 20Яз Рнс. 7.7. Вероятность классификации цели от числа элементов разрешения РЛИ цели Таблица 7.4. Значения требуемой разрешающей способности РСА Характеристики РСА зем зеобзора Поииризпционпые портреты объекта. В настоящее время при распознавании объекта используются в основном однополяризационные функции отражения, когда излучаемая и принимаемая электромагнитная волна имеет одну и ту же поляризацию (ГГ или ВВ). Развитие техники антенн-поляриметров дало возможность формировать полную поляризационную матрицу функции отражения объекта. При этом РЛИ объекта, полученные при различных поляризациях, несут информацию о конструкции и структуре материала объекта. Так, значительно отличаются РЛИ объектов естественного и искусственного происхождения в зависимости от поляризации, а также у специальных ложных целей.
Основной проблемой при создании полнополяриметрической РСА является значительное усложнение аппаратной и программной (алгоритмической) частей. Фактически работают параллельно четыре канала приема сигнала и обработки данных. Также весьма сложной задачей является определение (в основном экспериментальное) поляризационной матрицы функции отражения объекгов для различных условий наблюдения.
Трехмерный портрет объектез. Обычно РЛИ объекта формируется в виде плоской картины в проекции на земную поверхность. В то же время значительная информация о классе и типе объекта заключена в высоте объекта. Кроме естественного изменения высоты земной поверхности (рельефа местности), РСА позволяет получать изображение микрорельефа объекта, т.е. изменение рельефа местности, связанное с наличием вскрываемого объекта (капониры, карьеры, отдельные сооружения, техника и т.п.). При малых углах визирования и расположении объектов на плоской поверхности Земли они создают радиолокационные тени, по которым судят о высоте объекта. Длина тени при малых углах наблюдения определяется по формуле: с, = Ь/<р„, где Ь вЂ” высота объекта; <р„— угол визирования (в радианах). Так, при угле визирования в б' объект высотой Ь = 1О м дает тень длиной 100 м.
При средних и больших углах визирования, а также при сложном характере рельефа Земли в районе объекта метод радиолокационных теней не работает. Поэтому для измерения высоты объекта используют угломерный способ с помощью реальной антенны РСА. Чем больше размер антенны, тем выше точность измерения высоты. Для упрощения конструкции антенны обычно используют две разнесенных в угломестной плоскости антенны (интерферометр). Разность фаз сигналов одного и того же разрешаемого по дальности и азимуту элемента объекта, принимаемых антеннами интерферометра, пропорциональна высоте объекта. По этой информации строится трехмерный портрет объекта. Основным направлением развития таких интерферометрических РСА является повышение точности измерения высоты. Для этого уве- 269 Глава 7 личивают разнос антенн. Так, в экспериментальных РСА получена точность измерения высоты рельефа местности 0,3 м с дискретностью изображения 1...3 м.
Для уменьшения влияния растительности, покрывающей объекты, интерферометрическая РСА может работать в дециметровом диапазоне. Мпогочпсиютпый портрет объекта. Функция отражения объекта изменяется значительным образом в зависимости от отношения размеров неоднородностей его структуры (конструкции и материалов) и длины волны РСА. Закономерности отражения электромагнитных волн (диффузное, зеркальное, резонансное и др.) достаточно хорошо известны, что позволяет определять изменение функции отражения конкретных объектов при смене частоты излучения РСА. Рассматривая эти закономерности, обычно отмечают три резко различающихся по характеру функции отражения диапазона частот: сантиметровый (Х=Зсм), длинный дециметровый (Х=70см) и метровый (1=2,5м).
Рассматриваются также сверхширокополосные системы в диапазонах 215...900 МГц и 100...600 МГц, которые могут работать в двух поддиапазонах— дециметровом и метровом — с полосой частот 100 МГц. На малых дальностях (единицы километров) обеспечивается высокое разрешение по азимуту и дальности, что позволяет получать детальные изображения объектов в различных диапазонах волн. Диппмический портрет объекта.
Движение объекта и его отдельных частей является одним из самых важных распознавательных признаков, который лежит в основе не только распознавания класса и типа, но и функционального состояния объекта. Задача формирования динамического портрета отдельных сосредоточенных объектов, наблюдаемых на фоне подстилающей поверхности, решается на различных уровнях. В первом случае используется режим СДЦ, который позволяет селектировать движущиеся объекты по их радиальной скорости. Основное направление развития режима СДЦ вЂ” снижение минимальной радиальной скорости цели, при которой принимается решение о движении объекта.
В настоящее время считается возможным обнаружение целей, движущихся со скоростью 1...2 м/с. При этом для подавления сигнала неподвижного фона используют антенну-интерферометр с двумя разнесенными вдоль линии пути фазовыми центрами. В режиме СДЦ осуществляется не только селекция, но и измерение радиальной составляющей скорости и азимута объектов. Для этого используется пространственно-временная обработка сигналов, при которой необходима антенна с тремя и более фазовыми центрами.
При одновременном формировании изображений движущихся и неподвижных объектов число необходимых фазовых центров возрастает. Возможно также 270 Характеристики РЕА землеоазора одновременное измерение тангенциальной и радиальной составляюших скорости объекта при точности измерения порядка 2...3 м/с. При распознавании движущегося (врашаюшегося) объекта возможно получение детального РЛИ методами обратного (инверсного) синтезирования.
При этом даже небольшое изменение угла наблюдения объекта (угол поворота объекта относительно линии «объект — РСА») или его отдельных элементов позволяет получить высокое разрешение. Например, при изменении угла на 3' возможно разрешение в плоскости поворота, равное 5...10 длинам волн. Вторым основным направлением использования динамического портрета является определение функционального состояния объекта. Боевая работа (стрельба, пуск ракет), а также маневрирование, движение отдельных частей объекта, работа двигателя вызывают пространственно-временную модуляцию функции отражения объекта и соответственно траекторного сигнала РСА.
Обнаружение и определение параметров этой модуляции позволяет распознавать объект (класс, тип, ложная цель) и судить о его функциональном состоянии. В случае распределенного объекта (например, водной поверхности) имеется возможность формирования динамического (частотного, фазового) портрета поверхности. Так, скоростной портрет морской поверхности (радиальная скорость двюкения морской поверхности в координатах «дальность — азимут») позволяет определять степень регулярного волнения, турбулентности различного рода, течения. Скоростной портрет позволяет обнаруживать и распознавать морские объекты по их следам на морской поверхности, определять степень волнения в интересах судовождения и участки загрязнения (экология, следы катастроф).
Важным распознавательным признаком являются также конфигурация и взаимное перемещение группы объектов, что требует точного измерения координат и вектора скорости всех объектов в группе. Селекция ложных целей. Проблема селекции (выделения) среди обнаруженных объектов специально созданных ложных целей (ЛЦ), схожих по ряду распознавательных признаков с заданными объектами, является одной из наиболее сложных. Методы создания ЛЦ непрерывно совершенствуются. На первом этапе в качестве ЛЦ использовались уголковые отражатели с ЭПР, равной ЭПР объекта.
С ростом разрешающей способности потребовались более сложные по конфигурации ЛЦ, которые стали повторять геометрический образ объекта (например, надувные макеты), что определяло сходство РЛИ объекта и ложной цели. Буксируемые (движушиеся) ЛЦ повторяют динамику движения объекта. Основным нанривлением решения задачи селекции ЛЦ является увеличение числа распознавательных признаков объекта, формируемых 271 Глава 7 РСА.
Чем больше распознавательных признаков используется в РСА, тем сложнее имитировать функцию отражения, схожую с функцией отражения объекта. В этом плане эффективно использование поляризационных и частотных различий функции отражения. Режимы формирования поляризационных, трехмерных и динамических портретов будут рассмотрены в дальнейших разделах.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
