ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. ISSN 1684-1719. 2021. №11
Оглавление выпускаТекст статьи (pdf)
DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2021.11.13
УДК: 621.396.969.11
ИССЛЕДОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОЛНОТЫ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ ДАННЫХ В ЗАДАЧАХ
КЛАССИФИКАЦИИ ТОЧЕЧНЫХ ВОЗДУШНЫХ ОБЪЕКТОВ
А. В. Кваснов
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
195251, г. Санкт-Петербург, ул. Политехническая, д.29
Статья поступила в редакцию 19 октября 2021 г.
Аннотация. В статье рассматривается возможность по оценке полноты радиолокационных данных, получаемых в результате дистанционного зондирования воздушных точечных объектов. На основе теории информации анализируется область пространства признаков, обладающая наибольшей энтропией, тем самым обеспечивается максимальное «рассеяние» данных, которые могут быть применены в комплексах классификации и распознавания объектов. В статье проведено исследование траекторных (скорость, высота и скороподъемность) и сигнальных (интенсивность рассеяния – ЭПР и наличие радара цели) признаков на предмет потенциальной точности их детектирования. В качестве априорных данных используются справочная информация по различным типам и классам воздушных объектов – самолетов (крупные транспортные самолеты, среднемагистральные самолеты, бизнес-джеты, легкие моторные самолеты и т.д.). На основе имитационного моделирования установлено, что наиболее эффективными и полными признаками является оценка высоты полета (Hh ≈ 5.17) воздушного объекта и его скорость (Hv ≈ 4.17).
Ключевые слова: радиолокация, полнота данных, классификация целей, дистанционное зондирование, радиолокационная информация, точечная цель, энтропия признаков.
Abstract. In the article considers the estimation of completeness of radar data that obtained by the reflected signal from air spot targets as result of remote sensing. The feature space analyses based on information theory therefore evaluates maximum deviation data, which can be used for automatic target classification. The article demonstrates the study of trajectory (velocity, climb and height of flight) and signal (radar cross section and radar existing) features in respect of potential detected accuracy. As a priori data, reference information is used on various types and classes of air objects - aircraft (large transport aircraft, medium-haul aircraft, business jets, light motor aircraft, etc.). Modeling shows the most efficiency and completeness features are height of flight (Hh ≈ 5.17) and velocity (Hv ≈ 4.17) of air object systems.
Key words: radiolocation, data completeness, target classification, remote sensing, radar information, spot target, entropy of features.
1. Gini F., Rangaswamy M. Knowledge based radar detection, tracking, and classification. A Wiley-Interscience publication. 2008. 288 p.
2. Кондратенков Г.С., Фролов А.Ю. Радиовидение. Радиолокационные системы дистанционного зондирования Земли. Москва, Радиотехника. 2005. 368 с.
3. Кваснов А.В. Интеллектуальная обработка радиолокационной информации. Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. 2021. 352 с. https://doi.org/10.25313/radar-information
4. Ryzhkov A.V., Zrnic D.S. Radar Polarimetry for Weather Observations. Springer. 2019. 497 p. https://doi.org/10.1007/978-3-030-05093-1
5. Путин В.В. Об историческом единстве русских и украинцев [онлайн]. Президент России. Дата обращения: 15.10.2021. URL: http://www.kremlin.ru/events/president/news/66181
6. Айвазян С.А., Бухштабер В.М., Енюков И.С., Мешалкин Л.Д. Прикладная статистика: классификация и снижение размерности. Москва, Финансы и статистика. 1989. 608 с.
7. Ничипоренко Н.Т., Сиваченко Б.Н. Сравнительный анализ потенциальной информационной ёмкости береговых и судовых радиолокационных станций. Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова. 2017. Т.9. №2. С.380-389.
8. Жегалов А.Н. Актуальность и полнота радиолокационных данных как прагматические характеристики космических систем дистанционного зондирования Земли. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2009. Т.6. №1. С.151-159.
9. Cilliers J.E. Information Theoretic Limits on Non-cooperative Airborne Target Recognition by Means of Radar Sensors. A thesis for the degree of Doctor of Philosophy. University College London. 2018.
10. Кудряшов Б.Д. Теория информации: учебник для вузов. Санкт-Петербург, Питер. 2009. 320 с.
11. Энтропия. Количественная мера информации. Основные свойства энтропии [онлайн]. iMath Wiki. Дата обращения: 06.09.2021. URL: https://wiki.livid.pp.ru/students/inth/lectures/4.html
12. Кваснов А.В. Оценка построения трассы радиолокационной цели неподвижным лучом АФАР в дальней зоне наблюдения. Радиотехника. 2017. №2. С.4-12.
13. Bi X., Du J., Zhang Q., Wang W. Improved multi-target radar TBD algorithm. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2015. V.6. №26. P.1229-1235. https://doi.org/10.1109/JSEE.2015.00135
14. Kvasnov A.V. Methodology of classification and recognition of the radar emission sources based on Bayesian programming. IET Radar, Sonar & Navigation. 2020. V.14. №8. P.1175-1182. https://doi.org/10.1049/iet-rsn.2019.0380
15. Кваснов А.В. Применения байесовского программирования в задачах распознавания и классификации источников радиоизлучения. Радиотехника. 2020. Т.84. №3(5). С.5-14. https://doi.org/10.18127/j00338486-202003(05)-01
16. Бакулев П.А. Радиолокационные системы. Москва, Радиотехника. 2004. 320 с.
17. Лагарьков А.Н., Погосян М.А. Фундаментальные и прикладные проблемы СТЕЛС-технологий. Вестник РАН. 2003. Т.73. №9. С.779-787.
18. Кваснов А.В., Гладилин П.Е., Першуткин А.Э. Методика распознавания неподвижных групповых объектов по радиолокационному изображению на основе искусственных нейронных сетей. Успехи современной радиоэлектроники. 2020. Т.74. №8. С.63-71. https://doi.org/10.18127/j20700784-202008-07
19. Paul Jackson. Jane's All the World's Aircraft 2004-2005. Jane's Information Group Limited. 2004. 861 p.
20. Visentin T. Polarimetric Radar for Automotive Applications. PhD thesis. Karlsruhe Technology Institute. 2019. https://doi.org/10.5445/KSP/1000090003
Для цитирования:
Кваснов А.В. Исследование информационной полноты радиолокационных данных в задачах классификации точечных воздушных объектов. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2021. №11. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2021.11.13