Синтез оптимального цифрового фильтра компенсационного радиометра для радиометрических корреляционно-экстремальных систем навигации беспилотных летательных аппаратов

Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Vol. 2 No. 9 (110) (2021): Information and controlling system; 79-86
Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 2 № 9 (110) (2021): Информационно-управляющие системы; 79-86
Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 2 № 9 (110) (2021): Інформаційно-керуючі системи; 79-86
ISSN: 1729-3774
1729-4061
Popis: The expediency of using a compensation radiometer (CR) with periodic absolute calibration as a sensor for preprocessing the information of correlation-extreme navigation systems (CENS) of unmanned aerial vehicles (UAV) was shown. This is determined by the possibility of obtaining and using the estimates of gain fluctuations obtained in previous frames which will provide an increase in the radiometer sensitivity. In addition, due to the accumulation of information, an increase in accuracy of measurement of the elements of the current image formed by the CENS will be provided. The algorithm of processing the obtained calibration estimates during linear processing corresponds to a certain digital filter (DF). By defining a set of the DF weight coefficients, it is possible to improve the CR fluctuation sensitivity by reducing the gain fluctuations. Up to 1.8-time gain in sensitivity can be reached for typical frequency and time parameters of the compensation radiometer of UAV CENS. The problem of synthesis of a digital filter was set. A solution to the problem of synthesizing an optimal digital filter was proposed. Its use in a CR will improve the fluctuation sensitivity. In its turn, this will make it possible to improve the quality of a current image generated by the system when siting by means of sighting surfaces with low-contrast objects taking into account fluctuations in radio-brightness temperature. It was found that the gain in sensitivity when using the optimal digital filter increases with an increase in the operating period of the radiometer and an increase in the digital filter order. Improvement of fluctuation sensitivity of the CENS data preprocessing system is important for UAV location in low-contrast areas
Показана целесообразность применения компенсационного радиометра с периодической абсолютной калибровкой в качестве датчика первичной обработки информации корреляционно-экстремальных систем навигации (КЭСН) беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Это обусловлено возможностью получения и использования оценок флуктуаций коэффициента усиления, полученных на предыдущих кадрах, что обеспечит повышение чувствительности радиометра. Кроме того, за счет накопления информации будет обеспечено повышение точности измерения элементов текущего изображения, которое формируется КЭСН. Алгоритм обработки полученных калибровочных оценок при линейной обработке соответствует некоторому цифровому фильтру (ЦФ). Путем определения набора весовых коэффициентов цифрового фильтра можно за счет уменьшения флуктуаций коэффициента усиления обеспечить повышение флуктуационной чувствительности компенсационного радиометра. Для типовых частотных и временных параметров компенсационного радиометра КЭСН БПЛА величина выигрыша в чувствительности может достигать до 1,8 раз. Осуществлена постановка задачи синтеза цифрового фильтра. Предложено решение задачи синтеза оптимального цифрового фильтра, применение которого в компенсационном радиометре обеспечит повышение флуктуационной чувствительности. Это, в свою очередь, даст возможность повысить качество текущего изображения, формируемого системой при привязке с использованием поверхностей визирования со слабоконтрастными объектами с учетом флуктуаций радиояркостной температуры. Установлено, что выигрыш в чувствительности при использовании оптимального цифрового фильтра возрастает с увеличением периода работы радиометра и увеличением порядка цифрового фильтра. Повышение флуктуационной чувствительности системы первичной обработки информации КЕСН является важным для осуществления местоопределения БПЛА на участках местности с низким контрастом
Показана доцільність застосування компенсаційного радіометра з періодичним абсолютним калібруванням в якості датчика первинної обробки інформації кореляційно-екстремальних систем навігації (КЕСН) безпілотних літальних апаратів (БПЛА). Це обумовлено можливістю одержання та використання оцінок флуктуацій коефіцієнта підсилення, отриманих на попередніх кадрах, що забезпечить підвищення чутливості радіометра. Крім того, за рахунок накопичення інформації буде забезпечене підвищення точності вимірювання елементів поточного зображення, що формується КЕСН. Алгоритм обробки отриманих калібрувальних оцінок при лінійній обробці відповідає деякому цифрового фільтру (ЦФ). Шляхом визначення набору вагових коефіцієнтів цифрового фільтру можна за рахунок зменшення флуктуацій коефіцієнта посилення забезпечити підвищення флуктуаційної чутливості компенсаційного радіометра. Для типових частотних та часових параметрів компенсаційного радіометра КЕСН БПЛА величина виграшу в чутливості може досягати до 1,8разів. Здійснено постановку задачі синтезу цифрового фільтру. Запропоновано рішення задачі синтезу оптимального цифрового фільтру, застосування якого в компенсаційному радіометрі забезпечить підвищення флуктуаційної чутливості. Це, в свою чергу, дасть можливість підвищити якість поточного зображення, що формується системою при прив'язці з використанням поверхонь візування зі слабоконтрастними об'єктами з урахуванням флуктуацій радіояскравісної температури. Встановлено, що виграш в чутливості при використанні оптимального цифрового фільтру зростає зі збільшенням періоду роботи радіометра і збільшенням порядку цифрового фільтра. Підвищення флуктуаційної чутливості системи первинної обробки інформації КЕСН є важливим для здійснення місцевизначення БПЛА на ділянках місцевості з низьким контрастом
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: