Измерение углов места над морем с использованием метода root-MUSIC. Выбор решения

Abstract

Работа посвящена проблеме повышения точности радиолокационного измерения углов места маловысотных целей над морем при использовании метода root-MUSIC, который рассматривается специалистами как одно из средств решения данной проблемы. Одной из задач, без решения которой невозможно эффективное использование рассматриваемого метода, является практически не исследованная задача выбора решения, относящегося к цели, из совокупности нескольких полученных решений, количество которых определяется размерностью подпространства сигналов. Путем компьютерного моделирования получены и проанализированы распределения совокупности измеренных углов места для различных степеней волнения моря, при различном количестве пространственных выборок сигнала на заданном раскрыве антенной решетки, различной размерности подпространства сигналов. Рассчитаны угломестные зависимости среднеквадратических ошибок измерения угла места при использовании нескольких предложенных в работе правил выбора решения. Разработаны требования к антенным решеткам, используемых в устройствах измерения угла места, выполнение которых позволяет уменьшить ошибки выбора. Предложены правила, которые эффективно решают задачу правильного выбора. Результаты исследования расширяют представления о путях совершенствования методов и устройств измерения углов места маловысотных целей над морем.

Роботу присвячено проблемі підвищення точності радіолокаційного вимірювання кутів місця маловисотних цілей над морем при використанні методу root-MUSIC, який розглядається фахівцями як один із засобів вирішення даної проблеми. Одним із завдань, без вирішення якого неможливо ефективне використання розглянутого методу, є практично не досліджена задача вибору рішення, що відноситься до цілі, із сукупності декількох отриманих рішень, кількість яких визначається розмірністю підпростору сигналів. Використовуючи комп’ютерне моделювання, отримано й проаналізовано розподіл сукупності виміряних кутів місця для різних ступенів хвилювання моря, при різній кількості просторових вибірок сигналу на заданому розкриві антенної решітки, різної розмірності підпростору сигналів. Розраховано кутомісцеву залежність середньоквадратичних похибок вимірювання кута місця при використанні декількох запропонованих правил вибору рішення. Розроблено вимоги до антенних решіток, що використовуються в пристроях вимірювання кута місця, виконання яких дозволяє зменшити похибки вибору. Запропоновано правила, які ефективно вирішують задачу правильного вибору. Результати дослідження розширюють уявлення про шляхи вдосконалення методів і пристроїв вимірювання кутів місця маловисотних цілей над морем.

This paper presents results on the problem of increasing the accuracy of radar elevation angle measurements of the lowaltitude targets above the sea using the root-MUSIC algorithm, which is considered by experts as a one of the means of addressing this problem. One of the tasks, without which it can not be an effective use of this algorithm, is virtually unexplored task of choosing a solution that meets the target, from an aggregate of several solutions the number of which is defined by the dimension of the signal subspace. In this paper, the distribution of the aggregate of measured elevation angles are obtained and analyzed by computer simulations for different degrees of the sea state, with varying number of spatial samples at a given aperture of the antenna array and the dimension of signal subspace. Standard errors of measurement elevation angle as a function on target elevation angle are calculated using different rules of choice the solution. The requirements for the antenna arrays used in the elevation angle measuring devices were developed. The rules which effectively solve the problem of the correct choice were proposed. The results of the study extend the knowledge of how to improve the methods and devices destined for measuring the target elevation angle above the sea.