В.М. Артюшенко1, В.И. Воловач2

1 Московский государственный университет геодезии и картографии (Москва, Россия)

2 Поволжский государственный университет сервиса (г. Тольятти, Россия)

2 МИРЭА – Российский технологический университет (Москва, Россия)

1 artuschenko@mail.ru; 2 volovach.vi@mail.ru

Постановка проблемы. Как правило, инженерные решения по установлению дальности до движущихся протяженных объектов предполагают использование радиолокационного датчика расстояния. При этом основное значение имеет получение минимальной погрешности определения расстояния до лоцируемого объекта. Однако определение методической погрешности дискретности датчика расстояния имеет свои особенности, характерные для цифровой обработки сигналов.

Цель. Осуществить оптимизацию параметров весовой функции, позволяющую обеспечить минимум методической погрешности весового метода сглаживания дискретности, и оценить влияние шумов аппаратуры формирования и обработки сигналов на результат измерения расстояния до объекта.

Результаты. Показано, что известные весовые функции обеспечивают наилучшие результаты при измерении сравнительно больших дальностей. Предложено решение с применением метода локальной оптимизации параметров весовой функции произвольной формы, применяемого для сглаживания погрешностей измерений в датчиках расстояния, основанных на принципе частотного дальномера. Выполнена оценка влияния аддитивного шума на точность определения расстояния до объекта при использовании весового подхода к уменьшению погрешности дискретности. Установлено, что при малых измерительных дистанциях оптимальные коэффициенты весовой функции позволяют эффективно подавлять шумовую погрешность измерения. Выявлено, что в области больших расстояний наблюдается монотонное уменьшение шумовой погрешности, которая остается существенно выше методической. Получено аналитическое выражение для дисперсии погрешности измерений.

Практическая значимость. Представленные результаты подтверждают эффективность и практическую значимость оптимизации весовых функций, применяемых в системах дистанционного измерения на основе частотных дальномеров. При этом предложенные решения дают возможность определять предельно допустимый уровень шума, обеспечивающий достижение требуемой точности измерений в каждом конкретном случае.

Артюшенко В.М., Воловач В.И. Оптимизация параметров весовых функций датчиков расстояния для сглаживания погрешности дискретности с учетом влияния аддитивного шума // Радиотехника. 2026. Т. 90. № 4. С. 95–104. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202604-12

1. Атаянц Б.А., Давыдочкин В.М., Езерский В.В., Паршин В.С., Смольский С.М. Прецизионные системы ближней частотной радиолокации промышленного применения: Монография. М.: Радиотехника. 2012. 512 с.
2. Островитянов Р.В., Басалов Ф.А. Статистическая теория радиолокации протяженных целей. М.: Радио и связь, 1982. 232 с.
3. Штагер Е.А. Рассеяние радиоволн на телах сложной формы. М.: Радио и связь, 1986. 186 с.
4. Вопросы статистической теории радиолокации / Под ред. Г.П. Тартаковского. М.: Советское радио. 1983. 424 с.
5. Бакулев П.А., Степин В.М. Методы и устройства селекции движущихся целей. М.: Радио и связь. 1986. 288 с.
6. Хелстром К. Статистическая теория обнаружения сигналов. М.: Изд-во иностранной литературы. 1963. 432 с.
7. Миленький А.В. Классификация сигналов в условиях неопределенности. М.: Советское радио, 1975. 328 с.
8. Артюшенко В.М., Воловач В.И. Оценка ошибки определения параметров движения маневрирующих объектов // Радиотехника. 2024. Т. 88. № 9. С. 123-131. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202409-11.
9. Артюшенко В.М., Воловач В.И. Оценка влияния мультипликативных помех на погрешность измерения параметров дви-жения протяженных объектов // Радиотехника. 2017. № 2. С. 58-68.
10. Артюшенко В.М., Воловач В.И. Оценка интенсивности движения протяженных объектов с помощью обобщенного распределения Вейбулла // Автометрия. 2020. Т. 56. № 3. С. 58-67.
11. Taric Omeragich, Jasmin Velagich. Tracking of moving objects based on extended Kalman filter // Proceedings of 2020 International Symposium ELMAR. Zadar, Croatia, 14-15 September 2020. DOI: https://doi.org/10.1109/ELMAR49956.2020.9219021.
12. Meyer Florian, Jason L. Williams. Scalable detection and tracking of geometric extended objects // IEEE Transactions on Signal Processingю 2020. V. 69. Р. 6283-6298. DOI: https://doi.org/10.1109/TSP.2021.3121631.
13. Гольденберг Л.M., Матюшкин Б.В., Поляк М.Н. Цифровая обработка сигналов: Справочник. М: Радио и связь. 1985. 312 с.
14. Градштейн И.С., Рыжик И.М. Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений. Изд. 4-е, перераб. М.: Физматгиз. 1963. 1100 с.