А.Р. Бестугин1, М.Б. Рыжиков2, И.А. Киршина3, В.Г. Сванидзе4

1–4 Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения
(Санкт-Петербург, Россия)

1 freshguap@mail.ru, 2 maxrmb@yandex.ru, 3 zlata@yandex.ru, 4 kurgan78@yandex.ru

Постановка проблемы. Для построения карт арктической поверхности в реальном масштабе времени как на малых, так и на больших расстояниях вне зависимости от погодных условий лучше использовать бортовые радиолокаторы, размещаемые на носителях малой авиации. Радиолокаторы отличаются большей дальностью действия по отношению к оптико-электронным системам инфракрасного или видимого диапазонов в сложных погодных условиях, таких как снег, что характерно для заполярных широт. Данная статья посвящена исследованию ряда задач, связанных с геометрическими соотношениями в вычислительных алгоритмах, применяемых для построения карт арктической местности в бортовых радиолокаторах: формированию связанной совокупности систем координат, сборке радиолокационных фрагментов в единое изображение, геометрическим преобразованиям при управлении электронным сканированием.

Цель. Подготовить ряд составляющих геометрического аппарата специализированных программ обработки сигнала и построения карт земной поверхности в высоком разрешении в радиолокационных комплексах, предназначенных для установки на борт воздушного судна арктического назначения.

Результаты. Разработан подход к формированию связанной совокупности координатных систем (с описанием особенностей этих систем и их взаимного преобразования). Представлен геометрический аппарат по построению радиолокационной карты арктической местности. Определена схема управления сканированием лучом антенного устройства, учитывающая сложный характер кинематики носителя.

Практическая значимость. Полученные результаты предназначены для использования в РЛС, применяемых на борту авиационной платформы мониторинга воздушной обстановки и ледовой разведки, в целях навигации морских судов и обеспечения безопасности судоходства в целом, слежения за биосферой и климатическими изменениями.

Бестугин А.Р., Рыжиков М.Б., Киршина И.А., Сванидзе В.Г. Математический аппарат для формирования изображений арктической поверхности в радиолокационных станциях авиационного базирования // Успехи современной радиоэлектроники. 2024. T. 78. № 9. С. 60–70. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700784-202409-06

1. Arnold E., Rodriguez-Morales F., Paden J., et al. HF/VHF radar sounding of ice from manned and unmanned airborne platforms // Geosciences. 2018. V. 8. DOI: https://doi.org/10.3390 /geosciences8050182.
2. Мелентьев В.В., Мателенок И.В., Смирнова А.С. Визуализация радиолокационных сигнатур морского льда для контроля обстановки в арктических акваториях // Системы контроля окружающей среды. 2023. № 2 (52). С. 18–26.
3. Franke S., Jansen D., Binder T., et al. Airborne ultra-wideband radar sounding over the shear margins and along flow lines at the onset region of the Northeast Greenland Ice Stream // Earth System Science Data. 2022. V. 14 (2). P. 763–779. DOI: https://doi.org/ 10.5194/essd-14-763-2022.
4. Смирнов В.Г. Спутниковые методы определения характеристик ледяного покрова морей. СПб.: ГНЦ РФ Арктический и антарктический научно-исследовательский институт. 2011.
5. ГОСТ 20058-80. Динамика летательных аппаратов в атмосфере.
6. Рыжиков М.Б., Новикова Ю.А., Киршина И.А., Сванидзе В.Г. Энергетические соотношения, типы зондирующих сигналов и внутрипериодная сигнальная обработка в РЛС бортового базирования, предназначенных для построения карт арктической поверхности // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2024. Т. 18. № 6. С. 29–37.
7. Верба В.С., Ильчук А.Р., Лепехина Т.А. и др. Радиолокационные системы авиационно-космического мониторинга земной поверхности и воздушного пространства. М.: Радиотехника. 2014.
8. Дудник П.И., Кондратенков Г.С., Татарский Б.Г. и др. Авиационные радиолокационные комплексы и системы. М.: Изд-во ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского. 2006.
9. Новиков А.И., Пронькин А.В. Методы цифровой обработки изображений подстилающей поверхности. М.: Горячая линия – Телеком. 2023.
10. Рыжиков М.Б. Микрополосковая антенная решетка с несимметричной функцией направленности для метеонавигационной бортовой РЛС для эксплуатации на заполярных широтах // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2023. Т. 21. № 4. С. 25–33. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700814-202304-04.
11. Якимов А.Н., Бестугин А.Р., Киршина И.А. Особенности оптимизации апертурной антенны с переменно-фазным распределением поля // Радиотехника. 2023. Т. 87. № 6. С. 70–75. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202306-08.