МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
__________________________________________________________________________
«МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ (НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)»
Согласовано ______________________ «___» _______________ 20__ г. | Утверждаю Директор ИПКП ____________________ «___» _______________ 20__ г. учреждения |
ПРОГРАММА ПОВЫШЕНИЯ КВАЛИФИКАЦИИ
Перспективные направления развития радиолокации и радионавигации
Москва, 2016 г.
Цель реализации программыОзнакомление слушателей с разработками в области радиолокации и радионавигации
Требования к результатам обучения
В результате освоения программы слушатель должен приобрести следующие знания и умения, необходимые для качественного изменения компетенций, указанных в п.1:
слушатель должен:
1. Знать базовые понятия в области радиолокации и радионавигации
2. Знать принципы построения и функционирования спутниковых и наземных радионавигационных систем
3. Применять теории статистических решения для распознавания изображений.
4. Знать алгоритмы совмещения изображений.
5. Знать структуру траекторной обработки
6. Владеть синтезом алгоритмов сглаживания и экстраполяции координат.
7. Знать методы синтезирования аппертуры и обработки сигналов
8. Владеть методами инверсного ситезирования апертуры антенны
Содержание программы
Учебный план
программы повышения квалификации
«Перспективные направления развития радиолокации и радионавигации »
Категория слушателей - Научно-педагогические работники.
Срок обучения - 72 часа(ов)
Форма обучения - c частичным отрывом от работы
№ п/п | Наименование разделов | Всего, час. | В том числе | |
лекции | практич. занятия | |||
1 | Первичная обработка радиолокационной информации | 26 | 20 | 6 |
2 | Вторичная обработка радиолокационной информации | 46 | 30 | 16 |
Итоговая аттестация | Собеседование |
Учебно-тематический план
программы повышения квалификации
«Перспективные направления развития радиолокации и радионавигации »
№ п/п | Наименование разделов и тем | Всего, час. | В том числе | |
лекции | практич. занятия | |||
1 | Первичная обработка радиолокационной информации | 26 | 20 | 6 |
1.1 | Общие сведения о радиолокации и радионавигации. | 8 | 8 | 0 |
1.2 | Автоматическое совмещение радиолокационных и эталонных изображений земной поверхности. | 18 | 12 | 6 |
2 | Вторичная обработка радиолокационной информации | 46 | 30 | 16 |
2.1 | Траекторная обработка вторичной радиолокационной информации. | 16 | 12 | 4 |
2.2 | Синтезирование апертуры при вращении фазового центра реальной антенны. | 16 | 10 | 6 |
2.3 | Инверсное синтезирование апертуры антенны. | 14 | 8 | 6 |
Итого | 72 | 50 | 22 |
Учебная программа
повышения квалификации
«Перспективные направления развития радиолокации и радионавигации »
1.1. Общие сведения о радиолокации и радионавигации. (8ч.)
1. Базовые понятия в области радиолокации и радионавигации.
2. Физические и теоретические основы радиолокационных и радионавигационных систем.
3. Теория радиосигналов и электромагнитных волн, физические принципы радиолокационных и радионавигационных измерений, методы измерений различных параметров радиосигналов.
4. Отражающие свойства целей, обнаружение радиосигналов.
5. Принципы построения и функционирования спутниковых и наземных радионавигационных систем.
1.2. Автоматическое совмещение радиолокационных и эталонных изображений земной поверхности. (18ч.)
1. Методы и средства автоматизированной обработки (дешифрирования) радиолокационных изображений. Основные направления и методы автоматизации процесса обработки радиолокационных изображений. Задачи обнаружения и распознавания наземных объектов и классификация методов их решения. Анализ состояния проблемы обнаружения-распознавания объектов на радиолокационных и оптических изображениях. Краткий обзор современных радиолокаторов с синтезированием апертуры (РСА). Современное состояние проблемы совмещения радиолокационных и эталонных изображений земной поверхности.
2. Особенности применения процедур совмещения радиолокационных и эталонных изображений. Задачи радиолокационного наблюдения земной поверхности, для решения которых необходимо автоматизировать процедуру совмещения изображений. Основные геометрические отличия, возникающие между совмещаемыми изображениями. Яркостные отличия между совмещаемыми изображениями.
3. Применение теории статистических решения для распознавания изображений. Основные структуры распознавателей при наличии геометрических отличий между эталонными и распознаваемыми изображениями. Статистические показатели качества распознавания.
4. Сравнительный анализ эффективности алгоритмов поиска и распознавания. Методика последовательного поиска и распознавания изображения объекта в пространственной области. Алгоритм распознавания на основе вычисления корреляционной функции. Модификации корреляционных алгоритмов. Алгоритм распознавания на основе вычисления коэффициента корреляции. Частотные методы распознавания: алгоритм распознавания на основе согласованной фильтрации; алгоритм распознавания на основе согласованной фильтрации с нормировкой в частотной области. Применение методов инвариантных к аффинным преобразованиям изображений. Геометрические моменты. Моменты Лежандра. Сравнительный анализ методов и их особенности: по вычислительным затратам; по качеству распознавания.
5. Алгоритмы совмещения изображений. Выбор характерных малоразмерных эталонных участков земной поверхности. Алгоритм совмещения, основанный на автоматическом выборе эталонов на радиолокационном изображении с выделением контуров радиоконтрастных объектов. Предварительная обработка цифровой карты местности (ЦКМ) и устранение геометрических искажений. Обработка радиолокационных изображений (РЛИ) и выбор эталонов. Трёхэтапный алгоритм совмещения с выбором эталонных участков на оптических изображениях. Оценка точностных характеристик совмещения и быстродействия.
2.1. Траекторная обработка вторичной радиолокационной информации. (16ч.)
1. Задачи траекторной обработки. Автоматическое обнаружение (автозахват) траектории: идентификация пространственных характеристик цели (отбор и селекция отметок, принадлежащих одной и той же траектории); выбор алгоритма автозахвата для вынесения решения об обнаружении траектории. Дискретное сопровождение целей по траекториям их движения с определением экстраполированных и сглаженных значений координат и параметров движения. Графическая интерпретация решения задачи траекторной обработки.
2. Структура траекторной обработки. Принципы работы блока стробирования и селекции отметок.
3. Задачи, решаемые при обнаружении (автозахвате) траектории. Выбор решающего правило при решении задачи автозахвата траектории. Начальные условия завязки траектории. Вероятности автозахвата истинной и ложной траектории. Среднее время автозахвата истинной и ложной траектории. Среднее количество ложных траекторий, передаваемых на сопровождение в единицу времени. Характеристики алгоритмов автозахвата. Вероятностные: вероятность автозахвата истинной траектории и вероятность автозахвата ложной траектории. Временные: среднее время вынесения решения об автозахвате истинной траектории и среднее время вынесения решения об автозахвате ложной траектории. Вычислительные: среднее количество ложных траекторий, передаваемых на сопровождение в единицу времени (за период обзора). Последовательная процедура Вальда. Весовая последовательная процедура Вальда.
4. Синтез алгоритмов сглаживания и экстраполяции координат. Нерекурсивные фильтры сглаживания и экстраполяции координат. Реализация схемы разомкнутого вида. Рекурсивные фильтры сглаживания и экстраполяции координат. Реализация следящей схему (с обратными связями). Фильтры Калмана, фильтры с эффективной конечной памятью (ФЭКП). Синтез фильтров сглаживания и экстраполяции координат.
2.2. Синтезирование апертуры при вращении фазового центра реальной антенны. (16ч.)
1. Методы синтезирования апертуры: за счёт перемещения приёмопередающей позиции (прямой синтез апертуры); за счёт перемещения облучаемой цели (инверсный синтез апертуры).
2. Модификация прямого синтеза за счёт вращения лопасти винта вертолёта. Анализ комплексной огибающей сигнала при синтезировании. Потенциальные возможности по разрешающей способности при вращательном и поступательном движении фазового центра антенны (ФЦА). Обеспечение заданной разрешающей способности по азимуту. Алгоритмы обработки сигнала: способ прямой свёртки; способ гармонического анализа. Получение радиолокационных изображений.
3. Траекторные нестабильности. Оценка влияний траекторных нестабильностей. Быстрые нестабильности, медленные нестабильности, быстрые хаотические нестабильности. Медленные и быстрые вертикальные колебания ФЦА.
4. Дополнительные возможности РСА за счёт вращения ФЦА. Режим обзора «под собой». Получение интерферометрических РЛИ. Обнаружение факту наличия движущихся целей (ОДЦ). ОДЦ с изменением радиальной составляющей вектора скорости. ОДЦ с изменением радиальной и тангенциальной составляющих вектора скорости. Идентификация целей на РЛИ. Селекция наземных движущихся целей. Обработка траекторного сигнала.
2.3. Инверсное синтезирование апертуры антенны. (14ч.)
1. Примеры использования методов инверсного синтеза апертуры. Получение радиолокационных портретов морских целей (кораблей) за счёт использования их качки и рыскания по курсу. Распознавания групповых воздушных целей. Оценка ЭПР элементов цели, разрешаемых за счёт их вращения на стенде.
2. Траекторный сигнал при инверсном синтезе апертуры антенны. Система координат при инверсном синтезе апертуры. Особенности инверсного синтеза апертуры. Инверсное синтезирование апертуры по морским целям. Инверсный синтез апертуры по воздушным целям.
3. Автофокусировка РЛИ при инверсном синтезе апертуры антенны. Оценка фазовой ошибки и компенсация фазовой ошибки. Методы автофокусировки: использование мощных сигналов одиночных точечных отражателей (ориентиров); использование траекторного сигнала от всех объектов и фона местности в диаграмме направленности антенны. Получение РЛИ наземных, воздушных и космических объектов.
Перечень практических занятий
Номер темы (раздела) | Наименование практического занятия |
1.2 | Автоматическое совмещение радиолокационных и эталонных изображений земной поверхности. (6ч.) |
2.1 | Траекторная обработка вторичной радиолокационной информации. (4ч.) |
2.2 | Синтезирование апертуры при вращении фазового центра реальной антенны. (6ч.) |
2.3 | Инверсное синтезирование апертуры антенны. (6ч.) |
4. Материально-технические условия реализации программы
Компьютерный класс, мультимедийный проектор, маркерная доска, экран.
Учебно-методическое обеспечение программы
1. , Сосновский системы. Лабораторный практикум. – М.: Радиотехника, 2007. 208 с.
2. Бакулев системы. – М.: Радиотехника, 2004. 320 с.
3. Сосулин основы радиолокации и радионавигации. – М.: Радио и связь, 1992. 304 с.
4. Никольский и распространение радиоволн. – М.: Главная редакция физико-математической литературы изд-ва «Наука», 1978. 608 с.
5. Радиотехнические системы. Под. ред. . – М.: Изд. центр «Академия», 2008. 587 с.
6. , Фролов . Радиолокационные системы дистанционного зондирования Земли. Учебное пособие для вузов. Под ред. . – М.: Радиотехника, 2005. 368 с.
7. ифровая обработка изображений. – М.: Техносфера, 2005. 1072 с.
8. Активные фазированные антенные решётки. Под ред. и . – М.: Радиотехника, 2004. 488 с.
Оценка качества освоения программы
Контроль качества освоения программы осуществляется в виде собеседования по тематике прослушанного курса. Аттестованным считается слушатель, показавший в процессе собеседования понимание основных положений курса.
Составители программы
, ,
Приложение А
к программе повышения квалификации
«Перспективные направления развития радиолокации и радионавигации »
КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
Тема 1. Общие сведения о радиолокации и радионавигации.
Тема 2. Автоматическое совмещение радиолокационных и эталонных изображений земной поверхности.
Тема 3. Траекторная обработка вторичной радиолокационной информации.
Тема 4. Синтезирование апертуры при вращении фазового центра реальной антенны.
Тема 5 . Инверсное синтезирование апертуры антенны.
Приложение Б
к программе повышения квалификации
« Перспективные направления развития радиолокации и радионавигации »
ТЕСТОВЫЕ ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ
1. Определения и общие понятия радиолокации и радионавигации.
2. Принципы измерения дальности, скорости и направления на цель.
3. Отражающие свойства цели.
4. Особенности применения процедур совмещения изображений.
5. Структура распознавателей.
6. Статистические показатели качества распознавания.
7. Точность и быстродействие алгоритмов совмещения.
8. Задачи траекторной обработки.
9. Структура траекторной обработки.
10. Обнаружение (автозахват) траектории.
11. Алгоритмы сглаживания и экстраполяции координат.
12. Синтезирование апертуры при вращении фазового центра реальной антенны.
13. Инверсное синтезирование апертуры.
14. Автофокусировка при синтезировании апертуры антенны.
