А.С. Наумов1

1 Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (Санкт-Петербург, Россия)

1 naumov-a-s@mail.ru

Постановка проблемы. Определение направления на источник радиоизлучения (ИРИ) − одна из важнейших функций радиомониторинга, осуществляемая в режиме реального времени, что предъявляет жесткие требования к быстродействию используемого алгоритма. Фазовый метод радиопеленгования предполагает формирование многопараметрической оптимизируемой функции, аргументами которой являются азимут и угол места направления на ИРИ. Для антенных систем, состоящих из трех и более антенных элементов, поиск глобального экстремума не имеет аналитического решения, поэтому детерминированные методы на основе частных производных и методы нулевого порядка дают неудовлетворительные результаты. Применение метода полного перебора сопряжено с большим объемом вычислений, временны́е затраты на которые могут превышать длительность сигналов, используемых в современных системах радиосвязи. В связи с этим актуальным на сегодняшний день является сокращение объема вычислений при обработке кратковременных радиосигналов.

Цель. Представить метод оптимизации на основе стохастического метода имитации отжига, который обеспечит сокращение вычислительных затрат, необходимых для пеленгования ИРИ, за счет уменьшения объема вычислений оптимизируемой функции.

Результаты. Предложен сохраняющий точностные характеристики комбинированный метод на основе стохастического оптимизационного метода имитации отжига, повышающий эффективность информационно-измерительных систем радио-пеленгования ИРИ с помощью многоканального фазового интерферометра путем сокращения числа вычислений целевой функции при поиске экстремума за счет использования дополнительной пространственной информации на основе одной или двух пар антенных элементов.

Практическая значимость. Разработанный метод позволяет повысить эффективность информационно-измерительных систем, применяемых в комплексах радиомониторинга, в части пеленгования кратковременных сигналов современных видов передач в режиме реального времени и уменьшить время задержки доставки информации автоматизированной системе или оператору.

Наумов А.С. Использование стохастических методов оптимизации для повышения эффективности информационно-измерительных систем определения параметров пространственного канала // Радиотехника. 2026. Т. 90. № 9. С. 54−62. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202609-05

1. Рембовский А.М., Ашихмин А.В., Козьмин В.А. Радиомониторинг – задачи, методы, средства. Изд. 4-е, испр. М.: Горячая линия – Телеком. 2024.
2. Аладинский В.А. Поиск и наблюдение при радиомониторинге: Учебное пособие. СПб: Медиапапир. 2020.
3. Кукес И.С., Старик М.Е. Основы радиопеленгации. М.: Советское радио. 1964.
4. Martian A., et al. Direction-finding for unmanned aerial vehicles using radio frequency methods // Measurement. 2024. V. 235. P. 114883. DOI: 10.1016/j.measurement.2024.114883.
5. Липатников В.А., Царик О.В. Методы радиоконтроля. Теория и практика. СПб: ГНИИ «Нацразвитие». 2018.
6. Липатников В.А., Соломатин А.И., Терентьев А.В. Радиопеленгация. Теория и практика. СПб: ВАС. 2006.
7. Патент № 2341811 (РФ): МПК7 G 01 S 3/14. Способ пеленгации радиосигналов и пеленгатор для его осуществления. / Гудков Л.А. и др. № 2007127400/09; Бюл. № 35.
8. Патент № 2263327 (РФ): МПК7 G 01 S 3/148. Способ пеленгации радиосигналов и пеленгатор для его осуществления. / Терентьев А.В. и др. № 2004100714/09; Бюл. № 30.
9. Васильев Ф.П. и др. Методы оптимизации: Учебник и практикум для вузов / Под ред. Ф.П. Васильева. М.: Юрайт. 2025.
10. Афанасьев О.В., Сличенко М.П., Ященко Е.Ю. Азимутально-угломестное пеленгование источника радиоизлучения на основе идентификации амплитудно-фазовых портретов радиосигналов // Радиотехника. 2025. Т. 89. № 9. С. 98−101. DOI: 10.18127/j00338486-202509-10.
11. Скаков Е.С., Малыш В.Н. Алгоритм имитации отжига в задаче оптимизации размещения базовых станций // Системы управления и информационные технологии. 2015. Т. 2. № 60. С. 90−94.
12. Кальней А.М. Оптимизация размещения контрольных устройств на каналах в сетях мониторинга // Проблемы информатики. 2022. Т. 4. № 57. С. 28−38.
13. Увайсов С.У. и др. Применение метода отжига в задаче диагностики электрических дефектов аналоговых схем радиоэлектронных устройств // Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2024. Т. 12. № 4(47).
14. Alrefaei M.H. A simulated annealing applied for optimizing a voice-multihop radio network // Applied Mathematics and Computation. 2005. V. 167. № 1. Р. 496−507. DOI: 10.1016/j.amc.2004.07.013.
15. Гришин А.А., Карпенко А.П. Исследование эффективности метода пчелиного роя в задаче глобальной оптимизации // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2010. № 8. С. 5.
16. Филюшкин А.В. Применение мультиагентного алгоритма случайного поиска для решения задачи глобальной оптимизации целевой функции // Молодежный научно-технический вестник. 2016. № 6. С. 39.
17. Водолазский И.А., Егоров А.С., Краснов А.В. Роевой интеллект и его наиболее распространенные методы реализации // Молодой ученый. 2017. № 4(138). С. 147−153.
18. Tang M. et al. Nonconvex dynamic spectrum allocation for cognitive radio networks via particle swarm optimization and simulated annealing // Computer Networks. 2012. V. 56. № 11. Р. 2690−2699. DOI: 10.1016/j.comnet.2012.04.012.
19. Чумаков И.С., Янаева М.В. Анализ методов решения NP-полных задач // Сб. науч. статей по материалам IX Междунар. науч.-практич. конф. «Перспективы развития науки в современном мире». Уфа. 2022. С. 70−79.
20. Фарахутдинов Р.А. Применение эвристических алгоритмов глобальной оптимизации для задач, не имеющих эффективных методов решения // Информационные технологии в образовании. 2023. № 6. С. 332−337.
21. Ильин В.А., Позняк Э.Г. Аналитическая геометрия: Учебник для вузов. Изд. 5-е. М.: Наука. Физматлит. 1999.
22. Вартанесян В.А., Гойхман Э.Ш., Рогаткин М.И. Радиопеленгация. М.: Воениздат. 1966.
23. Боховкин Д.В., Коробков Ю.Ю., Янговатова О.А., Карпенко П.А., Хлопов Б.В. Разрешение неоднозначностей фазового пеленгатора // Радиотехника. 2025. Т. 89. № 10. С. 109−116. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202510-13.
24. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука. 1973.