В.А. Кузнецов¹, В.П. Лихачев², А.В. Унковский³

1-3 ВУНЦ ВВС «ВВА им. профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж, Россия)

Постановка проблемы. В случае двухпроходной радиолокационной интерферометрической съемки с беспилотного летательного аппарата высокая траекторная нестабильность полета, а также отсутствие радиоконтрастных объектов приводят к невозможности формирования трехмерного изображения подстилающей поверхности – в основном из-за ошибок на этапе совмещения двух изображений вследствие пространственной декорреляции.

Цель. Разработать алгоритм совмещения радиолокационных изображений разновысотной местности по радиолокационным теням природных и антропогенных объектов, обеспечивающий возможность эффективного построения трехмерного рельефа местности с помощью двухпроходной интерферометрической радиолокационной станции с синтезированной апертурой антенны, установленной на беспилотном летательном аппарате.

Результаты. Получены аналитические выражения для расчета мощности отраженного от моделируемого рельефа сигнала с учетом зависимости угла падения фронта электромагнитной волны к поверхности Земли от удельной эффективной площади рассеивания разнородных поверхностей. Разработан алгоритм расчета области радиолокационных теней от опорных объектов при изменении ракурса съемки радиолокационной станции с синтезированной апертурой антенны. Рассчитаны значения вероятностей обнаружения заданных при моделировании опорных объектов при различном отношении сигнал/шум. Получены оценки точности определения координат опорных объектов.

Практическая значимость. В случае отсутствия радиоконтрастных объектов в зоне обзора радиолокационной станции предлагаемый алгоритм пространственного совмещения изображений разновысотной местности является более эффективным по сравнению с известным алгоритмом, что, в конечном итоге, обеспечивает возможность эффективного построения трехмерного рельефа местности с помощью беспилотного летательного аппарата.

Кузнецов В.А., Лихачев В.П., Унковский А.В. Алгоритм совмещения радиолокационных изображений по энтропии радиолокационных природных и антропогенных объектов в интересах двухпроходной интерферометрической радиолокационной станции с синтезированной апертурой антенны // Радиотехника. 2021. Т. 85. № 1. С. 104−111. DOI: 10.18127/j003

1. Carrara W.G., Goodman R.S., Majewski R.M. Spotlight Synthetic Aperture Radar. Norwood, MA: Artech House. 1995. 554 p.
2. Коберниченко В.Г. Радиоэлектронные системы дистанционного зондирования Земли. Екатеринбург: Уральский университет. 2016. 220 с.
3. Школьный Л.А. Радиолокационные системы воздушной разведки, дешифрирование радиолокационных изображений. М.: ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского. 2008. 531 с.
4. Лихачев В.П. Унковский А.В. Проблемные вопросы навигационного обеспечения двухпроходного интерферометрического радиолокатора с синтезированной апертурой антенны на БЛА // Сб. статей по материалам VII Междунар. НПК «Академические Жуковские чтения». Воронеж: ВУНЦ ВВС «ВВА». 2019. С. 162−166.
5. Зарубина В.С., Канатников А.Н., Крищенко А.П. Аналитическая геометрия. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2000. 388 с.
6. Wojdała A., Gruszewski M., Olech R. Real-Time Shadow Casting in Virtual Studio // In Advanced Computer Systems. Eds Sołdek J., Pejaś J. The Springer International Series in Engineering and Computer Science. V. 664. 2002. Springer. Boston. MA.
7. Richards M.A., Scheer J.A., and Holm W.A. Principles of modern radar: basic principles. SciTech Publishing, Raleigh, NC. 2010. P. 202−208.
8. Лихачев В.П. Унковский А.В. Воронин А.А. Математическая модель формирования радиоголограмм в режиме двухпроходной интерферометрической съемки с беспилотного летательного аппарата // Сб. трудов XXVI МНТК. Воронеж: ВГУ. 2020. Т. 3. С. 240−251.
9. Купряшкин И.Ф., Лихачев В.П., Рязанцев Л.Б. Малогабаритные радиолокационные станции с непрерывным частотномодулированным излучением. М.: Радиотехника. 2019. 276 с.
10. Гонсалес Р., Вудс Р. Цифровая обработка изображений. М.: Техносфера. 2012. 1104 с.