Е.Ю. Бутырский1, М.А. Белянский2, У.П. Зараник3

1 ВМПИ ВУНЦ ВМФ ВМА им. Н.Г. Кузнецова (Санкт-Петербург, Россия)

2 АО «Концерн «Океанприбор» (Санкт-Петербург, Россия)

3 Санкт-Петербургский государственный университет (Санкт-Петербург, Россия)

1 evgenira88@mail.ru; 2 maxim_belyansky@mail.ru; 3 u.zaranik@spbu.ru

Постановка проблемы. Для практического использования радиотехнических средств ионосферного или приземного мониторинга необходимы методы, для функционирования которых в условиях малых отношений сигнал/шум (ОСШ) требуются минимальные вычислительные затраты. Кроме того, при работе с ионосферной плазмой необходимо учитывать, что помеховая составляющая носит случайный характер, что обусловлено неоднородностью ионосферной плазмы.

Цель. Предложить подход субоптимальной фильтрации электромагнитных сигналов ионосферного распространения, основанный на построении скачкообразной структуры нелинейного фильтра и позволяющий уменьшить вычислительные затраты при его реализации.

Результаты. Проведено обобщение задачи нелинейной фильтрации на задачи обнаружения сигналов, прошедших через слой плазмы. Предложена структура фильтра Калмана-Бьюси, в которой вместо двух содержится только один on-line канал, что позволяет почти в два раза сократить вычислительную нагрузку.

Практическая значимость. Представленные результаты могут быть использованы для построения комбинированного фильтра, который в зависимости от оценки состояния динамической системы приобретает структуру фильтра 1-го или 2-го порядка.

Бутырский Е.Ю., Белянский М.А., Зараник У.П. Методы субоптимальной фильтрации электромагнитных сигналов ионосферного распространения // Радиотехника. 2026. Т. 90. № 8. С. 82–92. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202608-08

1. Liou Y.A. Radio occultation method for remote sensing of the atmosphereand ionosphere. Croatia: InTech. 2010. 170 p.
2. Melbourne W.G. Radio occultations using earth satellites: a wave theory treatment. Wiley-Interscience. 2004. 647 p.
3. Павельев А.Г., Матюгов С.С., Яковлев О.И. Спутниковый глобальный мониторинг атмосферы и ионосферы // Радиотехника и электроника. 2008. Т. 53. № 9. С. 1081–1093.
4. Авдюшин С.И., Данилова А.Д. Ионосферно-магнитная служба. Л.: Гидрометеоиздат. 1987. 249 с.
5. Данилкин Н.П. Системное радиозондирование - основа построения службы контроля состояния ионосферы // Труды Института прикладной геофизики им. акад. Е.К. Федорова. 2008. Вып. 87. 209 с.
6. Кравцов Ю.А., Тинин М.В., Книжин С.И. Дифракционная томография неоднородной среды при сильных вариациях фазы // Радиотехника и электроника. 2011. Т. 56. № 7. C. 816–822.
7. Kravtsov Y.A., Tinin M.V. Representation of wave field in a randomly inhomogeneous medium in the form of the double – weighted Fourier transform // Radio Science. 2000. V. 35. № 6. P. 1315–1322.
8. Kravtsov Y.A., Tinin M.V. Ray based diffraction tomography of the ionosphere and laboratory inhomogeneous plasma // Cosmic Research. 2003. V. 41. № 4. P. 357–358.
9. Kravtsov Y.A., Tinin M.V., Kulizhsky A.V. Method for super Fresnel resolution in electromagnetic diagnostics of inhomogeneous plasma // Fusion Engineering and Design. 2009. V. 84. P. 1113–1115.
10. Tinin M.V., Kravtsov Y.A. Super-Fresnel resolution of plasma in homogeneities by electromagnetic sounding // Plasma Phys. Control. Fusion. 2008. V. 50. P. 1–12.
11. Красовский А.А. и др. Справочник по теории автоматического управления. М.: Наука. 1987. 711 с.
12. Ройтенберг Я.Н. Автоматическое управление. М.: Наука. 1978. 551 с.
13. Тихонов В.И., Харисов В.Н. Статистический анализ и синтез радиотехнических устройств и систем. М.: Радио и связь. 1991. 608 с.
14. Бутырский Е.Ю., Матвеев А.В. Математическое моделирование систем и процессов. СПб: Стратегия будущего. 2022. 733 с.
15. Бутырский Е.Ю. Модификация метода опорных траекторий // Сб. материалов НТК «Военная радиоэлектроника». СПб; Петродворец: ВМИРЭ им. А.С. Попова. 2004.
16. Сосулин Ю.Г. Теория обнаружения и оценивания стохастических сигналов. М.: Советское радио. 1978. 320 с.
17. Белянский М.А., Бутырский Е.Ю., Васильев В.В. NVIS-радиосвязь с подвижными объектами с учетом неоднородной структуры ионосферной плазмы // Радиотехника. 2026. Т. 90. № 1. С. 132−140. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202601-13.
18. Белянский М.А., Бутырский Е.Ю., Васильев В.В. Распространение волнового пакета в ионосферной плазме как пре-образования, индуцируемого изменением временного носителя сигнала // Радиотехника. 2025. Т. 89. № 11. С. 89−98. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202511-09.