М.А. Крячко1, А.В. Медзигов2, И.Е. Морозов3

1–3Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения (Санкт-Петербург, Россия)

1ООО «Лукойл-Технологии» (Москва, Россия)

2Государственный научно-исследовательский институт прикладных проблем (Санкт-Петербург, Россия)

1mike_kr@mail.ru, 2medzigov@ya.ru, 3caf21@guap.ru

Постановка проблемы. Актуальной проблемой при обработке радиолокационных изображений является синтез оптимальных и квазиоптимальных алгоритмов формирования вектора достаточных статистик и, как следствие, получения признаков, используемых для классификации объекта наблюдения. В связи с этим важно рассмотреть влияние искажений цифровых трехмерных моделей объектов на результаты моделирования изображений, получаемых для радара с синтезированной апертурой.

Цель. Разработать и оценить возможности метода геометрической оптики в процессе применения аппарата трассировки лучей для случаев диффузного и зеркального отражения волн от поверхности отражающего объекта при оценке влияния угловых искажений цифровой 3D-модели объекта на результаты моделирования.

Результаты. Предложен способ учета теоретической взаимосвязи величины координатных искажений цифровой модели и величины искажения получаемого радиолокационного изображения. Проведена оценка влияния искажений цифровых моделей трехмерных объектов на результаты моделирования изображений, получаемых для радара с синтезированной апертурой.

Практическая значимость. Представленный способ учета влияния искажений цифровой 3D-модели объекта на результаты моделирования радиолокационных изображений позволяет оценить условия применимости метода трассировки лучей.

Крячко М.А., Медзигов А.В., Морозов И.Е. Оценка влияния искажений цифровой модели объекта на результат моделирования изображения радара с синтезированной апертурой // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2024. Т. 22. № 4. С. 35−44. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700814-202404-04

1. Скольник М.И. Справочник по радиолокации. В 4-х томах. М.: Сов. радио. 1978.
2. Скольник М.И. Справочник по радиолокации. В 2-х книгах. М.: Техносфера. 2014.
3. Верба В.С. Радиолокация для всех. М.: Техносфера. 2020. ISBN: 978-5-94836-555-8.4.
4. Верба В.С. Обнаружение наземных объектов. Бортовые радиолокационные системы обнаружения и целеуказания. М.: Радиотехника. 2007. ISBN: 978-5-88070-156-8.
5. Ботов М.И. Основы теории радиолокационных систем и комплексов. Красноярск: Изд-во Сибирского федерального университета. 2007. ISBN: 978-5-7638-2933-4.
6. Woodhouse I. Introduction to Microwave Remote Sensing. Boca Raton: CRC Press. 2005. ISBN: 9781315272573.
7. Жердев Д.А., Казанский Н.Л., Фурсов В.А. Распознавание объектов на радиолокационных изображениях с использованием индексов сопряжения и опорных подпространств // Компьютерная оптика 2015. 39(2). 255-264. DOI: 10.18287/0134-2452-2015-39-2-255-264.
8. Казанский Н.Л. и др. Моделирование и распознавание радиолокационных изображений // Труды SPIE - Междунар. общества оптической инженерии. 2020. 11516. 115161J. DOI: 10.1117/12.2566467.
9. Borodinov A.A., Myasnikov V.V. Comparison of classification algorithms in the task of object recognition on radar images of the MSTAR base // CEUR Workshop Proceedings. 2017. 1901. 37−41. DOI: 10.18287/1613-0073-2017-1901-37-41.
10. Borodinov A.A., Myasnikov V.V. Influence of preprocessing of radar images on neural network recognition accuracy // Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering. 2018. 10788. 1078803. DOI: 10.1117/12.2325676.
11. Auer S. 3D Syntetic Aperture Radar Simulation for Interpreting Complex Urban Reflection Scenarios. German Geodetic Commission at the Bavarian Academy of Sciences: Dissertations: Series C. 2011.
12. Balz T., Hammer H., Auer S. Potentials and limitations of SAR image simulators – A comparative study of three simulation approaches // ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing. 2015. 101. 102-9. DOI: 10.1016/j.isprsjprs.2014.12.008.
13. Cumming I., Wong F. Digital Processing of Synthetic Aperture Radar Data. Massachusetts: Artech House. 2005. ISBN: 9781580530583.
14. Amananatides J., Woo A. A Fast Voxel Traversal Algorithm for Ray Tracing // Proc. Eurographics. 1987. 87(3).
15. Auer S., Gernhardt S., Eder K. Evaluation of persistent scatterer patterns at building facades by simulation techniques // International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. 2013. XL-1/W1. 7−12. DOI: 10.5194/isprsarchives-XL-1-W1-7-2013.
16. Auer S., Hinz S., Bamler R. Ray-tracing simulation techniques for understanding high-resolution SAR images // IEEE Trans. Geosci. Remote Sens. 2010. 48(3). 1445−1456. DOI: 10.1109/TGRS.2009.2029339.
17. Auer S., Gernhardt S., Bamler R. Ghost persistent scatterers related to signal reflections between adjacent buildings. IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium. 2011. 1445−1456. DOI: 10.1109/IGARSS.2011.6049348.
18. Brunner D., Lemoine G., Greidanus H., Bruzzone L. Radar imaging simulation for urban structures // IEEE Geosci. Remote Sens. Lett. 2011. 8(1). 68−72. DOI: 10.1109/lgrs.2010.2051214.
19. Franceschetti G., Migliaccio M., Riccio D. The SAR simulation: an overview // Proceedings of International Geoscience and Remote Sensing Symposium. 1995. 2283−2285. DOI: 10.1109/IGARSS.1995.524171.