В.А. Кузнецов – к.т.н., ст. преподаватель,

ВУНЦ ВВС «ВВА им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж)

E-mail: kuzzviktor@mail.ru

Д.В. Амбросов – адъюнкт,

ВУНЦ ВВС «ВВА им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж) E-mail: dmitryambrosov@mail.ru

Постановка проблемы. В настоящее время оценка эффективной площади рассеяния воздушной цели является одной из ключевых и до конца нерешенных задач в радиолокации. Процесс получения радиолокационной информации о воздушной цели при проведении натурных и физических экспериментов является весьма затруднительным, поскольку связан со значительными материальными и временными затратами. В качестве наиболее доступного способа получения информации о характеристиках обратного вторичного излучения воздушной цели предлагается использовать математическое моделирование. Цель. Провести анализ существующих алгоритмов проверки видимости треугольных фацетов и выбрать оптимальный алгоритм по критерию максимального быстродействия и высокой достоверности.

Результаты. Проведен анализ наиболее часто применяемых в радиолокации алгоритмов проверки видимости треугольников (фацетов) при оценке эффективной площади рассеяния фацетных моделей воздушных целей. Полученные результаты оценки временных затрат на количественном и качественном уровнях показывают невозможность применения существующих алгоритмов в реальном масштабе времени, а также низкую в некоторых случаях достоверность результатов. Предлагаемое сокращение размера массива координат вершин фацетов осуществляется переходом к точечной модели поверхности воздушной цели, при этом в качестве точек рассматриваются центры масс фацетов. Для проверки видимости трехмерных точечных моделей воздушных целей предложено использовать алгоритм Hidden Point Removal, впервые применяемый для решения задач оценки эффективной площади рассеяния.

Практическая значимость. Применение комбинации алгоритмов Hidden Point Removal и проверки видимых фацетов по  углу между векторами нормалей и направления облучения позволяет повысить достоверность результатов проверки видимости фацетов при оценке эффективной площади рассеяния моделей воздушных целей в реальном масштабе времени.

1. Куликов А.И., Овчинникова Т.Э. Алгоритмические основы современной компьютерной графики. М.: Национальный Открытый Университет «ИНТУИТ». 2016.
2. Alsadik B., Gerke M., Vosselman G. Visibility analysis of point cloud in close range photogrammetry // ISPRS Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. 2014. V. II-5. P. 9–16.
3. Борзов А.Б., Лихоеденко К.П., Муратов И.В., Павлов Г.Л., Сучков В.Б. Особенности цифрового моделирования характеристик рассеяния сложных объектов локации в субмиллиметровом и терагерцовом диапазонах волн // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Машиностроение». 2010. С. 150–159.
4. Панов Д.А., Юдин В.А., Мурашкин А.В. Модели целей, используемые в цифровой имитационной математической модели РЛС метрового диапазона волн // Математическая морфология. Электронный математический и медико-биологический журнал. 2009. Т. 8. № 3. С. 1–7.
5. Св-во о госуд. регистрации программы для ЭВМ № 2018661660 (РФ). Динамическая модель пространственнораспределенной воздушной цели / Кузнецов В.А., Амбросов Д.В., Дятлов Д.В. Заяв. 04.09.18, зарег.12.09.18.
6. Shirley P., Marschner S. Fundamentals of Computer Graphics Third Edition. Taylor & Francis Group, LLC. 2009.
7. Meng H. Acceleration of asymptotıc computational electromagnetics physical optics – shooting and bouncing ray (PO-SBR) method using CUDA. Urbana, Illinois: University of Illinois. 2011.
8. Moller T., Trumbore B. Fast, minimum storage ray/triangle intersection // Journal of Graphics Tools. 1997. № 2(1). P. 21–28.
9. Sagi K., Ayellet T., Ronen B. Direct Visibility of Point Sets // ACM Transactions on Graphics. 2007. V. 26. № 3. P. 24-1–24-11.
10. Св-во о госуд. регистрации программы для ЭВМ № 2018619398 (РФ). Программа формирования многочастотных поляриметрических дальностно-доплеровских портретов пространственно-распределенных воздушных целей / Кузнецов В.А.,  Амбросов Д.В. Заяв. 27.06.18, зарег.06.08.18.
11. Кузнецов В.А., Амбросов Д.В. Динамическая модель истребителя F-22 Raptor // Сб. трудов XXV Междунар. науч.-технич. конф. «Радиолокация, навигация, связь». 2019. Т. 3. С. 126–137.