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 · MATHEMATICAL MODELS IN RADIO ELECTRONICS PROBLEMS

Алгоритм поиска глобального максимума при вычислении оценок местоположения источника радиоизлучения пассивной радиолокационной системой

D.M. Zhukov1, Z.A. Vavilova1, T.I. Shevgunov1,2, O.A. Gushchina3, E.N. Efimov1

1 Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4, Russia
2 Национальный исследовательский университет Высшая школа экономики, 101000, г. Москва, ул. Мясницкая, д. 20, Russia
3 АО «Микроволновые системы», 105120, Москва, ул. Нижняя Сыромятническая, д. 11, Russia
Full text (PDF) DOI: 10.30898/1684-1719.2018.12.8 UDC 621.396.96 EDN YSTVOP

Abstract

This paper is devoted to modern approaches to development of new positioning algorithms which will guarantee the achievement of the minimum mean square error and do not create excessive computing load. The algorithm performing the search of global extremum in problems of source position estimation using one-step methods based on a likelihood function for two types of passive radar systems was proposed. The first system is a passive radar system consisting of narrow-base subsystems; the second system is the combined passive radar system which includes several narrow-base subsystems together with a wide-base passive radar system. According to results of computer simulation, the analysis of the frequency of appearing abnormal errors and relative time spent on calculations was made. The comparison performed using the proposed algorithm with an adaptive step and a universal method of global extremum searching, that is “particle swarm”, showed that the developed algorithm requires up to 20 times less computational costs and vanishes abnormal errors.

  • цифровая обработка сигналов
  • пассивная радиолокация
  • поиск глобального экстремума
  • одноэтапные алгоритмы оценивания
  • digital signal processing
  • passive radar system
  • global maximum searching
  • one-stage estimation algorithm
Аннотация (на русском)

Алгоритм поиска глобального максимума при вычислении оценок местоположения источника радиоизлучения пассивной радиолокационной системой

В статье рассмотрены современные подходы к поиску алгоритмов оценивания источника местоположения, которые обеспечивали бы достижение наименьшей среднеквадратической ошибки и не создавали бы при этом большой вычислительной нагрузки. Предложен алгоритм поиска глобального экстремума в задачах оценки местоположения источника с использованием одноэтапных методов, основанных на функции правдоподобия для двух видов пассивных систем: пассивной системы, состоящей из узкобазовых подсистем (ПСУП), и комбинированной пассивной системы (КПС), в которую входят ПСУП и широкобазовая пассивная система (ШБПС). По результатам имитационного моделирования на ЭВМ проведен анализ частоты появления аномальных ошибок и относительных временных затрат при выполнении вычислений предложенным алгоритмом перебора с адаптивным шагом и универсальным методом поиска глобального экстремума, типа «рой частиц». Материалы статьи докладывались на XII Всероссийской конференции "Радиолокация и радиосвязь".

For citation

Zhukov D.M., Vavilova Z.A., Shevgunov T.I., Gushchina O.A., Efimov E.N. Алгоритм поиска глобального максимума при вычислении оценок местоположения источника радиоизлучения пассивной радиолокационной системой // Journal of Radio Electronics. – 2018. – No. 12. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2018.12.8

References

  1. Zekavat S. A., Buehrer R.M. Handbook of Position Location: Theory, Practice and Advances. Institute of Electrical and Electronics Engineers. 2012.
  2. Kay S.M. Fundamentals of Statistical Signal Processing: Estimation Theory. Upper Saddle River. Prentice Hall. 1993.
  3. Дубровин А. В., Сосулин Ю. Г. Одноэтапное оценивание местоположения источника радиоизлучения пассивной системой // Радиотехника и электроника. 1998. Т. 43. № 12. С. 1486-1494.
  4. Жуков Д. М., Шевгунов Т. Я., Белоусов Ф. А. Поиск глобального максимума при вычислении оценок местоположения пассивной широкобазовой системой // Электросвязь. 2016. №10. С. 31-38.
  5. Дубровин А. В., Сосулин Ю. Г. Одноэтапное оценивание местоположения источника радиоизлучения пассивной системой, состоящей из узкобазовых подсистем // Радиотехника и электроника. 2004. т. 49. № 2. С. 156-170.
  6. Дубровин А. В., Сосулин Ю. Г. Одноэтапное оценивание местоположения источника радиоизлучения комбинированной пассивной системой // Радиотехника и электроника. 2007. т. 52. № 4. С. 441-457.
  7. Шевгунов Т.Я., Дубровин А.В. Точность оценки пеленга источника радиоизлучения при нерегулярной структуре спектра в полосе анализа пассивной системы местоопределения // Журнал радиоэлектроники. 2014. № 1. http://jre.cplire.ru/jre/feb15/6/abstract.html
  8. Вавилова Ж.А. Количественное описание радиолокационной скрытности объекта на основе информационных показателей неопределенности // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2009. № 8. С. 29-33.
  9. Жуков Д.М., Вавилова Ж.А., Шевгунов Т.Я., Ефимов Е.Н., Гущина О.А. Поиск глобального максимума при вычислении оценок местоположения источника радиоизлучения комбинированной пассивной радиолокационной системой // XII Всероссийская научно-техническая конференция «Радиолокация и радиосвязь». ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН. 2018. С. 258-262.