Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS Русский Sign in Submit a paper
Journal of Radio Electronics Online scientific journal · eISSN 1684-1719
2018, № 12 · RADIO ENGINEERING

Энергетический метод квазиоптимальной однопозиционной локации и навигации движущегося источника излучения с учетом априорной информации

I.G. Bulychev1, A.A. Mozol2, A.G. Kondrashov3, A.V. Iachmenev4, A.S. Zhuk5

1 АО «ВНИИ «Градиент», 344000, г. Ростов-на-Дону, пр. Соколова, 96, Russia
2 СКФ МТУСИ, 344000, г. Ростов-на-Дону, ул. Серафимовича, 62, Russia
3 АО «Научно-производственное объединение «Квант», 173000, г. Великий Новгород, ул. Большая Санкт-Петербургская, 73, Russia
4 Служба РЭБ ВМФ РФ, 190000, г. Санкт-Петербург, Адмиралтейский проспект, 1, Russia
5 Кубанский государственный университет, 350090, г. Краснодар, ул. Ставропольская, 149, Russia
Full text (PDF) DOI: 10.30898/1684-1719.2018.12.15 UDC 621.396 EDN YSTVKP

Abstract

For an autonomous stationary measuring system that records the normalized radiation power (mainly a direct beam) of a moving source (target), an alternative method has been developed to solve the ranging problem, taking into account the available a priori information. In this case, the model of changing the range is taken as a generalized polynomial with unknown coefficients, and one selective value of the distance to the target is used as a priori information (for example, for the initial or final moment of time from a given observation interval). The issues of quasi-optimal parametric identification of this model, the analysis of the accuracy of the generated range estimates, as well as the possibility of using these estimates in the multi-station systems of passive location and navigation are discussed. An illustrative example is given showing the effect of random errors in power measurements and a priori data on the accuracy characteristics of the method.

  • движущийся источник излучения
  • обобщенная полиномиальная модель
  • нормированная модель
  • нормированные мощностные измерения
  • автономная стационарная измерительная система
  • априорная информация
  • метод наименьших квадратов
  • квазиоптимальная оценка дальности
  • корреляционная матрица ошибок оценивания
  • moving radiation source
  • generalized polynomial model
  • normalized model
  • normalized power measurements
  • autonomous stationary measuring system
  • a priori information
  • least squares method
  • quasi-optimal range estimate
  • correlation estimation error matrix
Аннотация (на русском)

Энергетический метод квазиоптимальной однопозиционной локации и навигации движущегося источника излучения с учетом априорной информации

Для автономной стационарной измерительной системы, осуществляющей регистрацию нормированной мощности излучения (преимущественно прямого луча) движущегося источника (цели), развит альтернативный метод решения задачи дальнометрии с учетом имеющейся априорной информации. При этом модель изменения дальности принята в виде обобщенного полинома с неизвестными коэффициентами, а в качестве априорной информации используется одно выборочное значение дальности до цели (например, для начального или конечного момента времени из заданного интервала наблюдения). Обсуждаются вопросы квазиоптимальной параметрической идентификации данной модели, анализа точности формируемых оценок дальности, а также возможности использования данных оценок в многопозиционных системах пассивной локации и навигации. Дан иллюстративный пример, показывающий влияние случайных ошибок мощностных измерений и априорных данных на точностные характеристики метода.

For citation

Bulychev I.G., Mozol A.A., Kondrashov A.G., Iachmenev A.V., Zhuk A.S. Энергетический метод квазиоптимальной однопозиционной локации и навигации движущегося источника излучения с учетом априорной информации // Journal of Radio Electronics. – 2018. – No. 12. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2018.12.15

References

  1. Мельников Ю.П., Попов С.В. Радиотехническая разведка. М.: Радиотехника. 2008.
  2. Основы маневрирования кораблей / под ред. М. Скворцова. М.: Воениздат. 1966.
  3. Хвощ В.А. Тактика подводных лодок. М.: Воениздат. 1989.
  4. Lin X., Kirubarajan T., Bar-Shalom Y. and Maskell S. Comparison of EKF, Pseudomeasurement and Particle Filters for a Bearing-only Target Tracking Problem, in Proc. SPIE-Int. Soc. Optic. Eng. 2002. vol. 4728. pp. 240-250.
  5. B.M. Miller, K.V. Stepanyan, A.B. Miller, K.V. Andreev and S.N. Khoroshenkikh. Optimal filter selection for UAV trajectory control problems. Proceedings of the 37-th Conference on Information Technology and Systems - 2013. Conference for Young Scientists and Engineers. IITP RAS, 1-6 September 2013. Kaliningrad. Russia. 2013. pp. 327-333.
  6. V.J. Aidala and S.C. Nardone. Biased Estimation Properties of the Pseudolinear Tracking Filter. IEEE Transactions on Aerospase Electronic systems. vol. 18, no. 4. 1982. pp. 432-441.
  7. K.S. Amelin and A.B. Miller. An Algorithm for Refinement of the Position of a Light UAV on the Basis of Kalman Filtering of Bearing Measurements. Journal of Communications Technology and Electronics. Vol. 59. No. 6. 2014. pp. 622-631.
  8. Miller A., Miller B. Stochastic control of light UAV at landing with the aid of bearing-only observations. // Proceedings SPIE. Eight International Conference on Machine Vision (ICMV 2015), 2015. V. 9875. 987529. pp. 1-10. doi:10.1117/12.2228544A.
  9. Karpenko S., Konovalenko I., Miller A., Miller B., Nikolaev D. UAV Control on the Basis of 3D Landmark Bearing-Only Observations. // Sensors 2015 [Special Issue]. 15(12). pp. 29802-29820. doi:10.3390/s151229768.
  10. Медведев В.П. Исследование методов определения местоположения источников радиоизлучения с борта летательного аппарата / Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Технологический институт Южного федерального университета. Таганрог. 2007.
  11. Сытенький В.Д. Пассивная локация на основе амплитудных измерений // Известия ВУЗов России. Радиоэлектроника. 2011. № 1. С. 69-75.
  12. Булычев Ю.Г., Булычев В.Ю., Ивакина С.С., Мозоль А.А. Оценивание параметров движения объекта на базе стационарного квазиавтономного пеленгатора // Изв. РАН. ТиСУ. 2013. № 5. С. 92-99.
  13. Булычев Ю.Г., Булычев В.Ю., Ивакина С.С. Амплитудно-угломерная пассивная локация излучающей цели для нестационарного радиоканала // РЭ. 2016. Т. 61. № 3. С. 236-244.
  14. Булычев Ю.Г., Мозоль А.А. Модифицированный угломерно-энергетический метод однопозиционной локации в условиях априорной неопределенности // Успехи современной радиоэлектроники. 2017. № 4. С. 58-67.
  15. Булычев В.Ю., Булычев Ю.Г., Ивакина С.С., Насенков И.Г. Угломерно-энергетический метод нестационарной пассивной локации на базе однопозиционной системы // Изв. РАН. ТиСУ. 2015 № 5. С. 122-129.
  16. Булычев Ю.Г., Булычев В.Ю., Ивакина С.С., Насенков И.Г. Пассивная локация группы движущихся целей одним стационарным пеленгатором с учетом априорной информации // АиТ. 2017. №1. С. 152-166.
  17. Булычев Ю.Г., Булычев В.Ю., Ивакина С.С., Насенков И.Г. Метод пассивно-энергетической локации и навигации в стационарной и нестационарной постановках // Радиотехника. 2015. № 6. С. 107-115.
  18. Булычев Ю.Г., Ивакина С.С., Насенков И.Г. Обоснование возможности комбинированного применения угломерного и угломерно-мощностного методов пассивной локации // Радиотехника. 2015. № 3. С. 128-136.
  19. Теоретические основы радиолокации / Под ред. Я. Ширмана. М.: Сов. радио. 1970. 561 с.
  20. Коростелев А.А., Клюев Н.Ф., Мельник Ю.А. и др. Теоретические основы радиолокации / под ред. В.Е. Дулевича. 2-е изд. М.: Сов. радио. 1978. 608 с.
  21. J.-E. Berg, R. Bownds, F. Lotse Path loss and fading models for microcells at 900 MHz. Proc. IEEE Veh. Tech. Conf. May 1992. pp. 666-671.
  22. Whitteker J.H. Measurements of path loss at 910 MHz for proposed microcell urban mobile systems // IEEE Trans. Veh. Technol. Aug. 1988. V. 37. pp. 125-129.
  23. Börjeson H., Bergljung C., Olsson L.G. Outdoor microcell measurements at 1700 MHz. Proc. IEEE Veh. Tech. Conf. May 1992. pp. 927-931.
  24. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Высшая школа. 1999. 576 с.
  25. Кондратьев В.С., Котов А.Ф., Марков Л.Н. Многопозиционные радиотехнические системы. М.: Радио и связь. 1986. 264 с.
  26. Мандель И. Д. Кластерный анализ. М.: Финансы и Статистика. 1988.
  27. Уиллиамс У.Т., Ланс Д.Н. Методы иерархической классификации // Статистические методы для ЭВМ / Под ред. М.Б. Малютова. М.: Наука. 1986.
  28. Lance G.N., Willams W.T. // Comp. J. 1967. № 9. Рр. 373.
  29. Феоктистов Ю.А. и др. Теория и методы оценки электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств. М.: Радио и связь. 1988.
  30. Быховский М.А. Управление радиочастотным спектром и электромагнитная совместимость радиосистем. М.: Эко-Трендз. 2006. 376 с.
  31. Татузов А.Л. Нейронные сети в задачах радиолокации. М.: Радиотехника. 2009. 432 с.
  32. Электронный ресурс: http://pentagonus.ru/publ/18-1-0-546.
  33. Жданюк Б.Ф. Основы статистической обработки траекторных измерений. М.: Сов. Радио. 1978. 384 с.