Розпізнавання гідрометеорологічних утворень бортовими метеонавігаційними комплексами за поляризаційними характеристиками відбитих сигналів - Автореферат

Міністерство освіти і науки України Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук РОЗПІЗНАВАННЯ ГІДРОМЕТЕОРОЛОГІЧНИХ УТВОРЕНЬ БОРТОВИМИ МЕТЕОНАВІГАЦІЙНИМИ КОМПЛЕКСАМИ ЗА ПОЛЯРИЗАЦІЙНИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ВІДБИТИХ СИГНАЛІВЖуковського “Харківський авіаційний інститут” Міністерства освіти і науки України. Офіційні опоненти:доктор технічних наук, професор Разсказовський Вадим Борисович, Інститут радіофізики та електроніки ім. Усикова Національної академії наук України, старший науковий співробітник кандидат фізико-математичних наук, старший науковий співробітник Єфімов Валентин Борисович Центр радіофізичного зондування Землі ім. Калмикова Національної академії наук і Національного Космічного Агентства України, завідувач відділу “Системи та методи обробки інформації дистанційного зондування” Захист відбудеться “26 ”червня 2007 р. о 14:00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д64.062.07 у Національному аерокосмічному університеті ім.Сучасний розвиток радіолокаційної (РЛ) техніки, цифрової мікроелектроніки, інформаційних технологій дозволяє підсилити предикативні властивості і поліпшити часові характеристики бортових автоматичних систем розпізнавання за рахунок використання нових методів дистанційного зондування (ДЗ), що забезпечують підвищення інформативності РЛ даних, і ефективних алгоритмів обробки сигналів, що реалізують нові підходи до побудови класифікаційних процедур. Залежність поляризаційних характеристик (ПХ) відбитих сигналів від мікрофізичних параметрів гідрометеорів свідчить про те, що одним із шляхів отримання інформативних ознак для класифікації ГМУ є використання поляризаційних властивостей сигналів. Однак і донині залишається невирішеним ряд задач класифікації ГМУ, зокрема, розпізнавання небезпечних для польотів ГМУ по ПХ відбитих сигналів у реальному часі без залучення несигнальної інформації. Про актуальність вивчення можливостей застосування РЛ поляриметрії в задачах розпізнавання класів ГМУ свідчить ряд науково-дослідних програм, що виконуються як вітчизняними, так і закордонними організаціями, зокрема спільний науковий проект з вивчення мікроструктури і динамічних процесів у хмарах і опадах, проведений International Research Center for Telecommunications-transmission and Radar при Делфтскому технологічному університеті (Нідерланди) і Київським міжнародним університетом цивільної авіації (Україна), дослідження в рамках програм National Center for Atmospheric Research (США), у т.ч., розробки National Severe Storm Laboratory з прогнозування сильних гроз, класифікації граду й оцінки інтенсивності опадів за даними поляриметричних радіолокаційних станцій (РЛС). Отже, розробка ефективних методів розпізнавання класів ГМУ в реальному масштабі часу за рахунок повного використання інформації, що міститься у ПХ відбитих сигналів, являє собою актуальну наукову і практичну задачу, розвязання якої потребує вирішення наступних завдань: одержання еталонних описів класів обєктів, формування інформативного ознакового простору і визначення правила прийняття рішень.У дисертації наведено теоретичне узагальнення та нове рішення наукової задачі, що полягає у інформаційному забезпеченні безпеки польотів та підвищення ефективності систем керування повітряним рухом в умовах реалізації сучасних концепцій CNS/ATM і “Free Flight”, які передбачають більш жорсткі вимоги щодо функціональних можливостей бортових МН РЛК як датчиків метеорологічної інформації. Оперативного виявлення та розпізнавання небезпечних для польотів класів ГМУ можна досягнути за рахунок використання нових методів ДЗ, що забезпечують збільшення інформативності РЛ даних, та ефективних алгоритмів обробки сигналів, які реалізують нові підходи до побудови правил прийняття рішень. Відмінності у формі, фазовому стані часток ГМУ специфічних типів, їх переважній орієнтації відносно площини поляризації зондувального сигналу дозволяють застосовувати поляриметричні методи для одержання інформації про структурні параметри ГМУ. Недостатність статистичної інформації, відсутність у повному обсязі даних ДЗ для специфічних типів ГМУ, погрішності виміру і кількісної оцінки параметрів ГМУ обумовлюють необхідність моделювання ГМУ і відбитих сигналів. У дисертаційній роботі для вирішення задач синтезу класифікатора ГМУ за поляриметричними даними розроблена універсальна методика моделювання полів зворотного однократного розсіювання ансамблю часток ГМУ, яка ґрунтується як на загальновизнаних, так і модифікованих співвідношеннях для фізичних параметрів гідрометеорів і дозволяє одержувати множину поляризаційних ознак, що представляються єдиною статистичною моделлю на основі багатовимірних законів розподілу Джонсона.