Виявлення сигналів від космічних об’єктів в астрономічних телевізійних системах у сутінковий та денний час - Автореферат

Для прогнозу та можливого попередження зіткнень необхідним є моніторинг і контроль навколоземного космічного простору, метою якого є отримання даних про обєкти, що спостерігаються, таких як елементи орбіти, розміри, форма, маса, фізичні властивості, строк існування на орбіті і ведення каталогів космічних обєктів. Сьогодні виявлення низькоорбітальних космічних обєктів астрономічними телевізійними системами можливе лише у сутінковий час, коли обєкт, що спостерігається, освітлений Сонцем, а інтенсивність фонового випромінювання неба не знижує ефективності функціонування астрономічних телевізійних систем. Для досягнення цього необхідно підвищити надійність виявлення сигналів від обєктів в астрономічних телевізійних системах у сутінковий час та забезпечити виявлення в денних умовах. Для досягнення поставленої мети були вирішені: основна науково-технічна задача - розробка методу виявлення оптичних сигналів від космічних обєктів у вихідній площині астрономічної телевізійної системи при спостереженні у сутінкових та денних умовах, часткові задачі - провести аналіз методів побудови астрономічних телевізійних систем; провести аналіз денних умов спостереження космічних обєктів; проаналізувати зміни просторової структури сигнальної складової в площині реєстрації в різних режимах спостереження космічних обєктів в денних умовах; розглянути завадову обстановку сутінкового та денного часу; провести аналіз методів узгодження динамічних діапазонів оптичного вхідного впливу та фотоприймача астрономічної телевізійної системи; провести аналіз традиційних методів виявлення сигналів в астрономічних телевізійних системах та розрахувати характеристики виявлення у сутінкових та денних умовах спостереження; скласти математичну модель сигналу у вихідній площині астрономічних телевізійних систем, яка враховує структуру оптичних сигналів у площині реєстрації у сутінкових та денних умовах; на основі розробленої математичної моделі розробити алгоритми виявлення оптичних сигналів від космічних обєктів для різних режимів спостереження; розрахувати характеристики виявлення для розроблених алгоритмів; розробити квазіоптимальні алгоритми виявлення; спостереження; розрахувати характеристики виявлення для квазіоптимальних алгоритмів; експериментально перевірити розроблені алгоритми виявлення оптичних сигналів від космічних обєктів у сутінкових та денних умовах спостереження; сформулювати технічні рекомендації щодо побудови астрономічних телевізійних систем денного спостереження космічних обєктів. Застосування розробленої математичної моделі дозволяє покращити характеристики виявлення оптичних сигналів в умовах спостереження космічних обєктів за високим рівнем фонового випромінювання денного часу та сильним впливом атмосферної турбулентності на процес формування сигналів в астрономічних телевізійних системах.При цьому виявлення сигналу від космічного обєкта відбувається за наявності сильної адитивної завади, рівень якої може перевищувати рівень сигналу, що виявляється, на 6 - 8 порядків та призводити до насичення фотоприймача і, як наслідок, до часткової або навіть повної втрати інформації, яка міститься в оптичному сигналі від обєкта, що спостерігається. Ці чинники у сукупності призводять до локальних випадкових змін коефіцієнту прозорості і показника переломлення середовища уздовж траси розповсюдження оптичного випромінювання від космічного обєкта, що спостерігається, які проявляються у змінах енергетичних та просторово-часових параметрів сигналу в площині реєстрації, зокрема до мультиплікативних перекручень. Наслідком цього є те, що описані в літературі методи енергетичного виявлення сигналів від космічних обєктів в астрономічних телевізійних системах, засновані на пороговій обробці сигналу кожного елемента розрізнення, не дозволяють ефективно виявляти сигнали від низькоорбітальних космічних обєктів у сутінковий та денний час. У розділі проведено оцінку ефективності традиційних методів виявлення сигналів в астрономічних телевізійних системах за критерієм величини відношення сигнал/шум, яка розраховувалася згідно з виразом 5 наведено залежність відношення сигнал/шум для одного елемента розрізнення від блиску однієї квадратної кутової секунди фону для блиску обєктаУ дисертаційній роботі була поставлена та вирішена актуальна науково-прикладна задача розробки методу виявлення сигналів від космічних обєктів у вихідній площині астрономічної телевізійної системи при спостереженні у сутінкових та денних умовах. Використання вдосконаленої математичної моделі сигналів на відміну від традиційного підходу, заснованого на хвильовому уявленні про структуру оптичного випромінювання, дозволяє урахувати випадковий характер світлових сигналів та адекватніше описати сигнали в астрономічних телевізійних системах. Розроблені на основі статистичної теорії обробки сигналів та запропонованої математичної моделі сигналів удосконалені алгоритми виявлення сигналів від космічних обєктів у астрономічних телевізійних системах у сутінковий та денний час, які враховують змін

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ