Розширення зони огляду і поліпшення технічних характеристик комплексу вертикального радіолокаційного зондування атмосферного прикордонного шару - Автореферат

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукЗастосування більш досконалих методів первинної обробки радіосигналів, прийнятих радіолокаційними системами вертикального зондування атмосфери, дозволяє знизити похибки вимірювання профілів метеовеличин, розширити область їх визначення за рахунок підвищення спектрального розрізнення, зниження методичних похибок, одержувати достовірні оцінки метеовеличин при малих відношеннях сигнал/завада. Значну роль у вирішенні проблеми удосконалення методів і засобів дистанційного вертикального радіолокаційного зондування атмосфери відіграє комплексування систем зондування, застосування яких у сукупності дозволяє збільшити перелік вимірюваних метеопараметрів, розширити просторову область їх визначення, зменшити похибки вимірювання. Тому актуальність теми дисертаційної роботи визначається необхідністю удосконалення методів первинної та вторинної обробки радіосигналів у радіолокаційних комплексах вертикального зондування атмосферного прикордонного шару у звязку із зростанням вимог автоматизованих систем керування повітряним рухом до оперативності визначення метеопараметрів, розширення просторової області їх дистанційного вимірювання та підвищення точності, зменшення собівартості виробництва та експлуатації вимірювальних радіолокаційних комплексів. Метою дисертаційної роботи є підвищення оперативності вимірювання профілів метеопараметрів в атмосферному прикордонному шарі і розширення просторової області їх визначення комплексами вертикального радіолокаційного зондування, що містять доплерівський радіопрофайлер і радіоакустичну систему. теоретичний та кількісний аналіз, що дозволив створити модель комплексного сигналу на виході квадратурного детектора доплерівського радіопрофайлера з заданими параметрами спектральної щільності потужності (СЩП), обґрунтувати переваги застосування і довести працездатність запропонованих комбінованих методів параметризації СЩП радіосигналів і просторового прогнозування метеопараметрів, удосконалити алгоритм адаптивного керування частотою радіопередавача в системі РАЗ з метою підстроювання частоти випромінювання під умову Брегга;Виконано огляд методів і засобів дистанційного вимірювання профілів температури і швидкості вітру радіолокаційним комплексом, що включає радіопрофайлер і радіоакустичну систему, а також методів і алгоритмів первинної та вторинної обробки радіосигналів, що прийняті такими системами. Авторегресійний метод використовується тільки для одержання початкових приблизних оцінок перших двох моментів СЩП (Df, fd), тому що при реалізації цього метода через малі порядки моделі АР (перший, другий) флуктуаційні похибки вимірювання швидкості вітру і його середньоквадратичних пульсацій вище, ніж у традиційних методів. Для авторегресійного метода отримані аналітичні вирази, що звязують значення другого моменту вибіркової СЩП Df з вибірковими коефіцієнтами моделі АР першого порядку і другого порядків де Твідл - інтервал між часовими відліками в реалізації вибіркового радіосигналу; fd - величина доплерівського зсуву спектрального максимума в реалізації вибіркового радіосигналу на виході квадратурного детектора доплерівського радіопрофайлера. Для доказу того, що запропоновані комбіновані методи забезпечують оцінювання швидкості вітру і його середньоквадратичних пульсацій із флуктуаційною похибкою, що не перевищує флуктуаційної похибки при використанні традиційних методів СА і параметризації СЩП, запропоновано виконати імітаційне моделювання і синтезовано алгоритм його проведення. У даному розділі вперше запропоновано використовувати теорію і методи прогнозування з мінімальною середньоквадратичною похибкою прогнозування на базі моделей АР для екстраполяції профілів швидкості вітру і його напрямку за межі просторової області вірогідного визначення цих метеовеличин доплерівськими радіопрофайлерами з вірогідністю, що задовольняє вимогам АСКПР.У дисертації запропоноване нове рішення актуальної наукової задачі удосконалення методів і алгоритмів первинної і вторинної обробки радіосигналів у радіолокаційних комплексах вертикального дистанційного зондування атмосферного прикордонного шару шляхом застосування авторегресійних методів обробки прийнятих сигналів у комплексованій системі, яка містить доплерівський радіопрофайлер і радіоакустичну систему, а також шляхом застосування ефективного алгоритму керування радіочастотою системи РАЗ. Це дозволило істотно зменшити час первинної обробки радіосигналів, що прийняті радіолокаційними системами вертикального зондування атмосфери та розширити просторову область вірогідного визначення профілів швидкості вітру і температури. Основні результати роботи такі: Застосування вперше для параметризації СЩП радіосигналів, що прийняті доплерівським радиопрофайлером, авторегресійного методу в сукупності з методами моментів і найменших квадратів дозволило в 2.5...10 разів скоротити час параметризації спектра й у 1.2...1.7 разів - час обчислення СЩП у порівнянні з традиційними методами.

.ОСНОВНИЙ зміст дисертаційної роботи