способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе бортового радиотеплолокатора

Классы МПК:G01S13/89 радиолокационные или аналогичные системы, предназначенные для картографрования или отображения
Автор(ы):
Патентообладатель(и):Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Рязанский государственный радиотехнический университет (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2008-04-07
публикация патента:

Изобретение относится к системам пассивной радиолокации наблюдения за поверхностью и неподвижными объектами на поверхности на базе многоканальных и сканирующих радиотеплолокаторов. Достигаемый технический результат заключается в обеспечении формирования трехмерного изображения поверхности. Заявленный способ заключается в том, что в дискретные моменты времени обзора формируют матрицы амплитудных изображений контролируемого участка поверхности с разрешением по угловым координатам, с помощью пересчета координат и совмещения соседних кадров изображения устанавливают соответствие между элементами матриц и по углам между векторами измеряют дальности до соответствующих элементов поверхности, полученные результаты усредняют во времени и получают трехмерное изображение в виде матрицы амплитуд и матрицы высот рельефа поверхности. 2 ил.

способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918

Формула изобретения

Способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе бортовых радиотеплолокационных станций (РТЛС) при облете носителем РТЛС контролируемого участка поверхности, заключающийся в том, что при наблюдении за поверхностью с помощью Q-элементной антенной решетки или сканирующей Q-канальной антенны в дискретный момент времени t1 линию визирования антенны направляют на контролируемый участок поверхности и измеряют в q-x каналах способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 значения амплитуд приемных сигналов, прошедших операции первичной обработки, из этих амплитуд формируют Q-вектор-столбец измерений способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 который умножают справа на IJ·Q-матрицу весовых коэффициентов Н, вычисляемую заранее, и получают IJ-вектор-столбец оценок способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 , элементы которого разворачивают в матрицу способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 , восстановленного на момент времени t1 амплитудного изображения участка поверхности с разрешением по углу места i и азимуту по j, отличающийся тем, что для формирования трехмерного изображения по истечении времени способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 t облета носителем РТЛС контролируемого участка поверхности в момент t2 формируется вторая матрица изображения способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 а координаты х11 центра каждого i, j-го элемента матрицы способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 , взятые в антенной системе координат x,y,z, на основе данных навигационной системы об углах поворота осей ox, oy, oz и смещении носителя РТЛС относительно положения в момент t 1 экстраполируют на момент времени t2 в координагы способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 и округляют до ближайших элементов дискретизации i',j', в результате чего получают экстраполированную матрицу изображения способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 положение которой относительно способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 корректируют с помощью корреляционно-экстремального метода совмещения кадров, который компенсирует ошибки измерения навигационной системы и устанавливает соответствие между элементами матриц способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 и способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 затем для каждой пары соответствующих элементов двух матриц, угловые координаты которых дают направление на один и тот же элемент поверхности, вычисляют координаты единичных векторов способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 и способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 , направленных на i,j-й элемент поверхности, которые вместе с вектором перемещения способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 , носителя относительно положения в момент t1 образуют треугольник, по углам способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 и способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 которого, найденным с помощью скалярного произведения векторов способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 , способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 , и способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 ,способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 , вычисляют дальности до i,j-го элемента поверхности по формулам

способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918

и запоминают их в матрицах R(t1 ,i,j) и R(t2,i,j), указанные операции повторяют в последовательности моментов времени tµ, µ=1,2,способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 ,L, а найденные значения способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918

и Rµ(tµ,i,j) усредняют во времени t, что компенсирует ошибки измерения и округления до элементов дискретизации, в результате к моменту tL формируют две усредненные матрицы: способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 и способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 затем среди усредненных дальностей способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 находят максимальную дальность по i,j и заполняют матрицу высот рельефа и объектов на поверхности:

способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918

найденные таким образом матрицы способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 и способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 , представляют трехмерное изображение поверхности, которое выводится на экран.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к системам пассивной радиолокации наблюдения за поверхностью и неподвижными объектами на поверхности на базе многоканальных (с антенными решетками) и сканирующих радиотеплолокаторов.

При получении изображений поверхности и неподвижных объектов на поверхности на базе бортовых радиотеплолокационных станций (РТЛС) миллиметрового диапазона формируется матрица радиотеплолокационного изображения (РТЛИ) в системе координат угла места и азимута. Элементами матрицы являются амплитуды сигналов излучения, выделенные в тракте первичной обработки РТЛС. Для повышения разрешающей способности по угловым координатам полученной матрицы РТЛИ (матрицы измерений) применяются методы восстановления изображений, например [1]. Однако восстановленное двумерное РТЛИ не дает информации о дальности до элементов поверхности, изображение которой получено, а также о высоте рельефа или объектов на поверхности. Это затрудняет решение ряда тактических задач и снижает безопасность маловысотных полетов. В связи с этим возникает актуальная проблема формирования трехмерного РТЛИ.

Известен способ формирования двумерного радиолокационного изображения (РЛИ) [2] в элементах разрешения дальности, который позволяет получить и трехмерное РЛИ по совокупности изображений, найденных в элементах дальности. Однако в РТЛС отсутствуют элементы разрешения дальности, и требуется иной подход к формированию трехмерного РТЛИ.

Известен способ измерения дальности до воздушного объекта в РТЛС [3, с.157-161], основанный на одновременном принятии сигнала излучения двумя пространственно-разнесенными антеннами, а также интерферометрический способ измерения дальности до движущегося воздушного объекта. Однако эти способы не позволяют измерить дальность до неподвижного объекта на поверхности и, соответственно, не позволяют получить трехмерное РТЛИ поверхности. Кроме того, они обладают низкой точностью измерения дальности и не предлагают способов уменьшения ошибок измерения.

Наиболее близким по технической сущности является способ формирования двумерного РЛИ поверхности с повышенной разрешающей способностью по угловым координатам [2], который заключается в восстановлении матрицы изображения в заданном диапазоне (или элементе разрешения) дальности и в силу этого применим для формирования двумерного РТЛИ. Способ сводится к следующим операциям:

1. В q-x приемных элементах антенной решетки или q-x каналах сканирующей по углу места (по i) и азимуту (по j) антенны измеряются амплитуды отраженных сигналов способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918

2. Относительно каждого i,j-го элемента способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 искомой матрицы изображения U строится плавающее окно ограниченного размера (2m+1)x(2n+1) по ширине M×N-диаграммы направленности (ДН) антенны (на уровне 0,5 мощности): M×N=(2m+1)x(2n+1).

3. Амплитуды сигналов Sq (i+i1 , j+j1), взятые в этом окне, суммируют по i1 и j1 с весовыми коэффициентами способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 q (i+i1, j+j1), расчет которых осуществляют заранее по определенной методике. В результате получают оценку

способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918

искомого изображения в центральном элементе окна, которому соответствует наибольшая точность оценивания.

4. Полученные по совокупности i,j оценки способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 располагают в составе (I-2m)×(J-2n)-матрицы способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 , которая представляет восстановленное изображение в i,j-x синтезированных элементах разрешения по азимуту и углу места, размеры которых в несколько раз меньше ширины ДН.

5. По совокупности элементов дальности формируют трехмерное РЛИ поверхности.

6. Способ предложен для случая Q=2 и обобщается на случай Q>2. Точность оценивания (восстановления РЛИ) возрастает с увеличением числа Q. При числе каналов, большем, чем число оцениваемых амплитуд (Q>MN в антенной решетке), точность оценивания элементов в окне становится равномерной, и оцениванию подлежат все элементы окна по формуле

способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918

При этом отпадает необходимость поэлементного сканирования антенны, и сканирование I×J-зоны обзора осуществляется со смещением на ширину ДН по азимуту и углу места, что увеличивает быстродействие получения РЛИ. При этом формируется I×J-матрица способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 РЛИ зоны обзора.

7. Операции (1), (2) могут выполняться в векторно-матричной форме:

способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918

Здесь для (1): способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 - (I-2m)(J-2n)-вектор-столбец оценок (1) амплитуд поля отражения; Н - (I-2m)(J-2n)×Q(I-2m)(J-2n)-матрица весовых коэффициентов способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 ;

способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 - Q(I-2m)(J-2n)-вектор-столбец измерений S.

Для (2): способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 - IJ-вектор-столбец оценок (2); Н - IJ×QK-матрица весовых коэффициентов; способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 - QK-вектор-столбец измерений; К - число сканирований на ширину ДН в зоне обзора.

Применительно к РТЛС под элементом дальности понимается диапазон дальности в зоне обзора. Поэтому РТЛИ, в отличие от РЛИ, для фиксированного положения РТЛС в пространстве получается двумерным в координатах угол места - азимут.

Отсюда следует, что указанный способ применительно к РТЛС обладает следующим существенным недостатком. Он не позволяет измерить дальность до элемента поверхности (или неподвижного объекта на поверхности), без которой невозможно сформировать трехмерное РТЛИ. Устранение указанного недостатка требует изменений режима наблюдения за поверхностью и способа обработки результатов измерения.

Технический результат направлен на устранение указанного недостатка, то есть на формирование трехмерного РТЛИ.

Технический результат предлагаемого технического решения достигается тем, что способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе бортовых РТЛС, при облете носителем РТЛС контролируемого участка поверхности, заключается в том, что при наблюдении за поверхностью с помощью Q-элементной антенной решетки или сканирующей Q-канальной антенны в дискретный момент времени t1 линию визирования антенны направляют на контролируемый участок поверхности и измеряют в q-x каналах способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 значения амплитуд приемных сигналов, прошедших операции первичной обработки, из этих амплитуд формируют Q-вектор - столбец измерений S, который умножают справа на IJ×Q-матрицу весовых коэффициентов Н, вычисляемую заранее, и получают IJ-вектор-столбец оценок способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 элементы которого разворачивают в матрицу способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 восстановленного на момент времени t1 амплитудного изображения участка поверхности с разрешением по углу места по i и азимуту - по j, отличается тем, что для формирования трехмерного изображения по истечении времени способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 t облета носителем РТЛС контролируемого участка поверхности в момент t2 формируется вторая матрица изображения способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 a координаты x1, y1 центра каждого i,j-го элемента матрицы способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 , взятые в антенной системе координат x,y,z, на основе данных навигационной системы об углах поворота осей ox, oy, oz и смещении носителя РТЛС относительно положения в момент t 1 экстраполируют на момент времени t2 в координаты способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 и округляют до ближайших элементов дискретизации i',j', в результате чего получают экстраполированную матрицу изображения способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 положение которой относительно способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 корректируют с помощью корреляционно-экстремального метода совмещения кадров, который компенсирует ошибки измерения навигационной системы, и устанавливают соответствие между элементами матриц способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 и способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 затем для каждой пары соответствующих элементов двух матриц, угловые координаты которых дают направление на один и тот же элемент поверхности, вычисляют координаты единичных векторов способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 и способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 , направленных на i,j-й элемент поверхности, которые вместе с вектором перемещения способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 носителя относительно положения в момент t1 образуют треугольник, по углам способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 и способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 которого, найденным с помощью скалярного произведения векторов способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 , способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 , и способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 ,способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 , вычисляют дальности до i,j-го элемента поверхности по формулам

способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918

и запоминают их в матрицах R(t 1,i,j) и R(t2,i,j), указанные операции повторяют в последовательности моментов времени tµ, µ=1,2,способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 ,L, а найденные значения способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 и Rµ(tµ,i,j) усредняют во времени t, что компенсирует ошибки измерения и округления до элементов дискретизации, в результате к моменту tL формируют две усредненные матрицы: способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 и способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 L(i,j), затем среди усредненных дальностей способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 (i,j) находят максимальную дальность по i,j и заполняют матрицу высот рельефа и объектов на поверхности:

способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918

найденные таким образом матрицы способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 и способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 представляют трехмерное изображение поверхности, которое выводится на экран.

Алгоритмически способ осуществляется следующим образом.

1. В каждый дискретный момент времени tµ,µ=1,2,способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 ,L, формируются двумерные РТЛИ способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 в соответствии с алгоритмами (1), (2) или (3).

2. Координаты х1,у1 центра каждого i,j-гo элемента матрицы способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 взятые в антенной системе координат x,y,z, на основе навигационных данных об углах поворота осей ox, oy, oz и параллельном смещении носителя РТЛС пересчитываются (экстраполируются) на момент времени tµ в координаты способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 и округляются до ближайших элементов дискретизации i',j'.

3. Если i',j' попадают в поле матрицы способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 , то i,j-e амплитуды способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 переписываются в соответствующие i',j'-е элементы экстраполированной матрицы способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 . Установленное соответствие между i,j и i',j'запоминается. Иначе фиксируется непопадание i',j'.

4. Для компенсации ошибок навигационной системы положение способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 относительно способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 корректируется корреляционо-экстремальным методом, и устанавливается соответствие между элементами матриц способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 и способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 . Изменения запоминаются.

5. Для каждой пары соответствующих элементов матриц способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 и способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 , угловые координаты которых дают направление на один и тот же элемент поверхности, вычисляются координаты единичных векторов способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 и способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 , направленных на i,j-й элемент поверхности, которые вместе с вектором перемещения способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 носителя относительно положения в момент t1 образуют треугольник.

6. С помощью скалярного произведения векторов способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 , способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 и способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 , способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 находятся углы способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 , способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 в треугольнике и по формуле (4) вычисляется дальность до i,j-гo элемента поверхности, которая запоминается в матрице R(tµ,i,j).

7. Операции п.п.1-6 повторяются в последовательности моментов времени tµ , а найденные значения способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 и

Rµ(tµ ,i,j) усредняются во времени t. В результате к моменту t L формируются две матрицы: способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 и способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 .

8. В момент tL заполняется матрица относительных высот рельефа и объектов на поверхности способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 :

способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918

где h - высота объекта-носителя РТЛС на момент tL; способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 (i, j) - запомненные и усредненные вместе с дальностями значения углов места i,j-x лучей.

При вычислении способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 (i,j) можно использовать формулу (5), которая позволяет судить о высоте по относительному удалению элементов поверхности от наблюдателя и не требует запоминания способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 (i, j).

9. Найденные матрицы способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 и способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 представляют трехмерное изображение поверхности, которое выводится на экран индикатора.

10. Для расширения зоны обзора в каждый момент времени tµ дополнительно осуществляется сканирование антенны со смещением линии визирования на ширину ДН по азимуту и углу места в промежуточные k-е моменты времени, tµk,способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 Полученные блочные матрицы обрабатываются в соответствии с п.п.1-9. Для устранения динамических ошибок предусматривается промежуточный пересчет координат.

Математические модели и методы, положенные в основу способа, сводятся к следующему. При использовании многоканальной антенной системы в виде решетки из Q расположенным определенным образом элементов [4] приемный сигнал S(t) попадает одновременно в q-e приемные каналы способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 и подвергается в них узкополосной фильтрации. В результате спектральной обработки в каждом q-м канале в дискретный µ-й момент времени tµ, способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 , выделяется комплексная амплитуда сигнала способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 с амплитудой U(t), которая характеризует интенсивность поля излучения по ширине диаграммы направленности (ДН) q-гo приемного элемента антенны (на уровне 0,5 мощности), и фазой Фq (t), которая включает в себя детерминированную составляющую, зависящую от расположения q-гo элемента в антенне, и аддитивную случайную составляющую. В области совместного действия всех q-x ДН справедлива следующая дискретная модель измерений:

способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918

где суммирование ведется от центра антенны (линии визирования) по i,j-м элементам дискретизации угла места способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 и азимута способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 угломерной области размера M×N=(2m+1)×(2n+1) в системе координат носителя РТЛС; способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 - нормированные комплексные коэффициенты ДН q-гo канала, известные фазы которых Фq(i,j) описывают свойство приемных элементов и включают в себя известный фазовый сдвиг (запаздывание) при приеме отраженного сигнала с i,j-гo углового направления q-м приемным элементом по отношению к фазовому центру антенны; способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 - полезная i,j-я составляющая сигнала способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 q(t) с амплитудой U(t,i,j), несущей информацию о поле излучения в i,j-м элементе дискретизации, и случайной фазой способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 (t,i,j), равномерно распределенной на способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 - нормальная помеха: способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 ,способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 N(0,способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 ).

В векторно-матричной форме модель измерений (1) принимает вид:

способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918

где способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 - Q-вектор-столбец комплексных измерений (1) способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 q(t), взятых по совокупности q (способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 ); G - Q×MN-матрица комплексных коэффициентов ДН способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 - вектор-столбец искомых комплексных параметров поля излучения способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 , свернутых построчно в способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 ; способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 - Q-вектор-столбец помех.

Если коэффициенты ДН способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 в (6) описываются функцией с разделенными переменными: способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 , то модель измерений для матричной антенной решетки с приемными q,k-ми элементами способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 представляется в матричной форме:

способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918

где S - Q×K-матрица q,k-x измерений способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 , расположенных в q-x строках и k-х столбцах; G1 - Q×M-матрица q,i-x коэффициентов ДНспособ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 ; U - M×N-матрица i,j-x искомых комплексных амплитуд поля излучения способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 ; G2 - N×K-матрица j,k-x коэффициентов ДНА способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 ; Р - Q×K-матрица способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 .

Носитель РТЛС находится в самолетной прямоугольной системе координат, центр которой совмещен с центром носителя, ось OY совпадает с вектором скорости способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 движения носителя, а ось ОХ расположена в плоскости правого крыла. Антенна в момент времени t1 находится в прямоугольной системе координат O1X1Y1Z 1, а в момент t2 - в системе O2X 2Y2Z2, которые расположены определенным образом относительно самолетной системы. Оси O1Z 1 и O2Z2 представляют линию визирования антенны. Так как между самолетной и антенной системами существует известная связь, то ограничимся рассмотрением одной антенной системы во времени t. При движении объекта носителя РТЛС на промежутке [t1,t2] осуществляется поворот осей О 1Х1, O1Y1 и O1 Z1 на углы способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 , способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 , способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 (тангаж, крен, курс), а точка O1 получает приращения параллельного переноса способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 x, способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 y, способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 z.

Метод измерения дальности в РТЛС заключается в следующем. Пусть в момент времени t1 из точки O 1 в сторону точки А, расположенной на поверхности, направлен i,j-й луч, положение которого определяется углом места способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 i, отсчитываемым от плоскости O1X 1Z1, и азимутом способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 j, отсчитываемым от оси O1Z1 . По этому лучу идет в направлении антенны i,j-я составляющая способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 (t, i, j) излучаемого сигнала. Строится единичный вектор способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 - орт вектора способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 , направленный по лучу к точке А, и запишем его координаты в прямоугольной системе O1X1Y1 Z1:

способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918

Пересчитываются координаты вектора способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 в систему координат O2X2Y2 Z2 в соответствии с формулами поворота осей и параллельного переноса:

способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918

полагая в (10) для свободных векторов приращения параллельного переноса, равными нулю: способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 х=способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 у=способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 z=0. Получается вектор способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 .

В текущий момент t2 в системе координат O2X2Y2Z2 строится вектор способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 - орт вектора способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 , направленный к той же точке А на поверхности:

способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918

В системе координат O2X 2Y2Z2 рассматриваются три вектора: способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 , способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 и вектор перемещения носителя способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 Если измерения координат векторов выполнены без ошибок, то три вектора способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 , способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 и способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 оказываются в одной плоскости и на них строится треугольник АО1О2, стороны которого О1А и О2А равны дальностям R1 и R2 до точки А.

С помощью скалярного произведения находятся косинусы внутренних углов треугольника способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 1,способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 1,способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 1(способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 1=способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 -способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 1-способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 1), и по теореме синусов определяются дальности:

способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 ,

Такие расчеты повторяются для нескольких моментов времени t1,t2,способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 ,tL при наблюдении А из разных положений носителя РТЛС. В результате определяется последовательность измерений дальности R1,R2,способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 ,RL. Так как реальные измерения углов поворота и координат векторов содержат ошибки, то с целью сглаживания этих ошибок найденные оценки дальности усредняются на момент времени tL: способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 .

При малых значениях способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 1 решение (12) может быть неустойчивым, поэтому оценивание дальности следует производить при достаточно больших перемещениях носителя способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 .

В вычислительном плане возможны некоторые упрощения. При малых углах способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 1, способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 1 (в пределах ДН) векторы (9), (11) приближенно можно определить:

способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918

При малых углах поворота упрощается формула (10):

способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918

где для векторов полагается способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 х=способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 y=способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 z=0.

Исследование потенциальной возможности измерения высоты объекта сводится к следующему. Пусть объект высотой h находится на поверхности в точке А, принадлежащей элементу дискретизации прямоугольной сетки координат. Носитель РТЛС движется по курсу в сторону точки А, наблюдая ее в момент времени t под некоторым углом места способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 к горизонтальной линии движения, при азимуте способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 =0. Обозначим точками А и В вершину и основание объекта, точкой О - положение носителя РТЛС, удаленного от точек А и В на RA=ОА и RB=OB. Точка А наблюдается из точки О под углом способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 A, точка В - под углом способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 B.

Разность этих углов способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 =способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 B-способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 A представляет разрешающую способность РТЛС по углу места, необходимую для обнаружения объекта высотой h.

Из треугольника ОАВ по теореме синусов устанавливается:

способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918

откуда при малых способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 , способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 =способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 Aспособ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 B и R=RAспособ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 RB получается зависимость:

способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918

Из (15) следует, например, что при наблюдении РТЛС объекта высотой h=5 м под углом способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 =способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 /3 на расстоянии R=1000 м требуется разрешающая способность по углу места способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 =0,0025рад или 0,14°. Это означает, что при ширине ДА в 1° требуется повысить разрешающую способность РТЛС не менее чем в 7 раз. При этом высоту объекта целесообразно измерять в режиме его облета на малой высоте, то есть при наблюдении под малым углом способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 .

Методы повышения разрешающей способности РТЛС по угловым координатам основаны на восстановлении изображений по методике [3]. Решение задачи восстановления сводится к нахождению оценки способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 вектора способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 в (8) по методу наименьших квадратов (МНК):

способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918

где *Т - символ комплексного сопряжения и транспонирования. После дифференцирования скалярной функции (16) по вектору способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 :

способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918

где способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 - нулевой вектор-столбец, получается следующий результат:

способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918

где Н - матрица комплексных весовых коэффициентов; Е - единичная матрица; способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 - комплексный параметр регуляризации, необходимый для обращения матрицы G*TG в тех случаях, когда число измерительных каналов Q меньше числа оцениваемых параметров MN.

В качестве оценок амплитуд поля излучения U(t, i, j) берутся модули элементов вектора способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 , которые для вывода на экран построчно располагаются в составе M×N-матрицы способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 с элементами способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 , способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 . Матрица способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 представляет восстановленное в дискретный момент времени t в пределах ширины ДН амплитудное изображение поверхности с повышенной в несколько раз разрешающей способностью по углам. Для расширения зоны обзора осуществляется построчное сканирование антенны со смещением линии визирования на ширину ДН.

Для модели измерений (8) задача восстановления заключается в оптимальном оценивании матрицы U на основе матрицы измерений S, связанной с U уравнением (8). Решение задачи по критерию МНК сводится к минимизации следа tr матрицы F взятием производной по U:

способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918

где О - нулевая матрица. Отсюда:

способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918

Для реализации (18) применяется двухэтапная процедура:

1. способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918

2. способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918

где матрицы весовых коэффициентов вычисляются заранее с использованием процедур обращения матриц:

способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918

Как показывают результаты расчета количества операций, алгоритм (19), (20) в вычислительном плане имеет значительно более высокое быстродействие по сравнению с алгоритмом (17) за счет использования матричной формы и меньшего размера матриц G1, G2 в сравнении с матрицей G в (17).

Для уменьшение влияния ошибок измерения на точность формирования РТЛИ предлагается следующий метод. Пусть в последовательности моментов времени t1,t2,способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 ,tL получены матрицы амплитудного изображения участка поверхности способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 , в режиме его облета носителем РТЛС. Если линия визирования антенны в каждый µ-й момент направлена на один и тот объект (ориентир) поверхности, то в случае отсутствия ошибок пересчета координат i,j-e элементы матриц будут соответствовать одним и тем же элементам поверхности. В действительности носитель РТЛС смещается относительно ориентиров случайным образом, и изображение поверхности движется в матрице изображения. Кроме того, ошибки измерения дают ошибки пересчета координат, что приводит к искажению РТИ. Возникает проблема уменьшения влияния ошибок измерения на точность формирования РТИ в условиях движущегося изображения. Указанная проблема решается методами корреляционно-экстремального совмещения соседних кадров и пространственно-временной фильтрации [5] следующим образом:

1. Пусть в момент t 1 получена матрица способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 которая ставится в соответствие матрице способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 . На основе данных навигационной системы о движении объекта носителя РТЛС (измерений углов поворота способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 , способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 , способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 и смещений способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 координаты центра х1, у1 каждого i,j-гo элемента матрицы способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 в соответствии с формулами (10), (14), учитывающими способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 , способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 , способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 и способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 , пересчитываются (экстраполируются) на момент t2 , то есть находятся экстраполированные значения координат способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 и соответствующие им номера i',j', при этом z 1 в (10), (14) полагается равным нулю (плоское изображение), а координата способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 не используется. Значения элементов матрицы способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 переписываются в матрицу экстраполированного изображения способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 по всем элементам i',j', координаты которых попадают в поле 2-го кадра способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 , в противном случае для i',j' фиксируются пропуски.

2. Рассматривается центральная часть матрицы способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 - область D, в которой пропуски заведомо отсутствуют. Даются приращения координатам i,j по всем элементам матрицы способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 в области D на малое число элементов дискретизации способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 Оптимальные значения способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 определяются критерием близости двух изображений: способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 и способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 , например:

способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918

3. На основе найденных значений способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 i, способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 j корректируются экстраполированные номера i', j'. Тем самым устанавливается более точное соответствие между элементами соседних матриц РТИ в смысле принадлежности каждой пары этих элементов одному и тому же элементу поверхности и, как следствие, уменьшается влияние ошибок измерения на пересчет координат и определение координат векторов способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 при вычислении дальностей R1, R2 в (12), вследствие чего повышается точность формирования РТЛИ.

4. Амплитуды соответствующих элементов соседних кадров усредняются во времени t с помощью известных рекуррентных фильтров [5]. При усреднении сглаживаются ошибки измерения и повышается отношение сигнал-шум, что приводит к повышению разрешающей способности РТИ по угловым координатам и качеству изображения.

Иллюстрации к способу даны на фиг.1 и 2. На фиг.1 показана антенная система координат, использованная в формулах (9)-(11) при определении координат вектора способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 (на фиг.1 вектор способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 направлен в сторону точки М). Здесь же показаны углы места способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 A и способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 B при исследовании возможности измерения высоты h объекта АВ на поверхности в соответствии с (15).

На фиг.2 показано движение РТЛС по траектории облета участка поверхности, на котором расположен высотный объект. В двух соседних матрицах РТИ отмечены (зачернены) элементы, между которыми установлено соответствие: они дают координаты векторов способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 и способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 , направленных на объект. На векторах способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 , способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 и векторе перемещения способ формирования трехмерного изображения поверхности на базе   бортового радиотеплолокатора, патент № 2368918 построен треугольник АО1O2, по углам которого определяются дальности R1 и R2 .

Предложенный способ позволяет формировать трехмерные изображения поверхности и неподвижных объектов на поверхности в системах пассивной радиолокации при облете носителем РТЛС поверхности на малой дальности в условиях отсутствия оптической видимости, что повышает безопасность маловысотных полетов. Способ применим также для измерения дальности и высоты объектов на поверхности в оптических системах.

Источники информации

1. Пирогов Ю.А., Тимановский А.Л. Сверхразрешение в системах пассивного радиовидения миллиметрового диапазона. // Радиотехника. 2006, № 3. С.14-19.

2. Патент RU 2292060 C1. Способ наблюдения за воздушными объектами и поверхностью на базе бортовой РЛС. / В.К.Клочко. МПК: G01S 13/02. Приоритет 28.06.2005. Опубл., 20.01. 2007. Бюл. № 2.

3. Николаев А.Г., Перцов С.В. Радиотеплолокация. М.: Сов. радио, 1964. 335 с.

4. Монзинго Р.А., Миллер Т.У. Адаптивные антенные решетки: Введение в теорию. / Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1986. 448 с.

5. Баклицкий В.К., Юрьев А.Н. Корреляционно-экстремальные методы навигации. М.: Радио и связь, 1982. 256 с.

6. Клочко В.К. Методы оптимального восстановления радиолокационных изображений поверхности. // Автометрия. 2005. Т.41. № 6. С.62-73.

Класс G01S13/89 радиолокационные или аналогичные системы, предназначенные для картографрования или отображения

способ картографирования земной поверхности бортовой радиолокационной станцией (брлс) -  патент 2529523 (27.09.2014)
способ формирования радиолокационного изображения поверхности бортовой рлс, установленной на движущемся летательном аппарате -  патент 2528169 (10.09.2014)
система и способ трехмерной визуализации яркостной радиолокационной карты местности -  патент 2513122 (20.04.2014)
способ формирования изображения поверхности в радиолокационной станции с синтезированием апертуры антенны -  патент 2511216 (10.04.2014)
межобзорное устройство картографирования пассивных помех при использовании лчм сигналов -  патент 2510863 (10.04.2014)
способ и устройство определения координат источников радиоизлучений -  патент 2510044 (20.03.2014)
способ формирования радиопортрета объекта методом параллельной обработки с частотным разделением -  патент 2504800 (20.01.2014)
способ создания локационного изображения повышенной яркости и контрастности и устройство для его реализации -  патент 2483323 (27.05.2013)
устройство радиолокационного контроля -  патент 2469350 (10.12.2012)
способ ускоренного выделения устойчивых внутрипольных контуров почвенного плодородия на сельскохозяйственных полях -  патент 2455660 (10.07.2012)
Наверх