Повышение точности однозначного измерения скорости метеообразований в доплеровских метеорадиолокаторах с вобуляцией интервалов зондирования

Автор(и)

  • Давид Исаакович Леховицкий Научно-исследовательский институт радиолокационных систем "Квант-Радиолокация", Україна https://orcid.org/0000-0001-7519-3239
  • Дмитрий Владимирович Атаманский Харьковский национальный университет Воздушных Сил, Україна https://orcid.org/0000-0002-8705-8584
  • Дмитрий Сергеевич Рачков Харьковский национальный университет радиоэлектроники, Україна https://orcid.org/0000-0002-9329-1294
  • Андрей Викторович Семеняка Научно-исследовательский институт радиолокационных систем "Квант-Радиолокация", Україна https://orcid.org/0000-0002-1170-6151

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347015090010

Ключові слова:

импульсный доплеровский метеорадиолокатор, однозначное оценивание средней радиальной скорости, вобуляция интервалов зондирования, процесс авторегрессии

Анотація

Исследованы процедуры однозначного оценивания средней радиальной скорости метеообразований (МО) в импульсных доплеровских метеорадиолокаторах с постоянными и переменными (вобулированными) интервалами зондирования. Продемонстрировано, что выполнение требований к диапазону однозначного измерения скорости за счет вобуляции может сопровождаться нежелательным ростом ошибок ее оценивания. Определены причины этого недостатка в известных алгоритмах однозначного измерения скорости [1–4]. Показана возможность его ослабления за счет использования модифицированной оценки радиальной скорости. Исследовано влияние различных факторов (закон вобуляции, ширина спектра и порядок процесса авторегрессии, аппроксимирующего отражения от МО, объем обучающей выборки, вариант формирования финальной оценки скорости) на точность модифицированной оценки. Обоснованы рациональные параметры модифицированной процедуры и схема ее практической реализации.

Біографії авторів

Давид Исаакович Леховицкий, Научно-исследовательский институт радиолокационных систем "Квант-Радиолокация"

(2015) Харьковский национальный университет радиоэлектроники

Андрей Викторович Семеняка, Научно-исследовательский институт радиолокационных систем "Квант-Радиолокация"

(2015) Харьковский национальный университет радиоэлектроники

Посилання

Довиак Р. Дж. Доплеровские радиолокаторы и метеорологические наблюдения / Р. Дж. Довиак, Д. С. Зрнич ; пер. с англ. — Ленинград : Гидрометеоиздат, 1988. — 512 с.

Автоматизированные метеорологические радиолокационные комплексы «Метеоячейка» / Н. В. Бочарников, Г. Б. Брылев, Л. И. Кузнецова [и др.] ; под ред. Н. В. Бочарникова, А. С. Солонина. — СПб. : Гидрометеоиздат, 2007. — 238 с.

Модифицированный метод парных импульсов для когерентных импульсных МРЛ с произвольными интервалами зондирования / Д. И. Леховицкий, Д. С. Рачков, А. В. Семеняка, Д. В. Атаманский, А. А. Пушков // Успехи современной радиоэлектроники. — 2012. — № 3. — С. 25–45.

Мельников В. М. Обработка информации в доплеровских МРЛ / В. М. Мельников // Зарубежная радиоэлектроника. — 1993. — № 4. — С. 35–42.

Torres S. M. Design, implementation, and demonstration of a staggered PRT algorithm for the WSR-88D / S. M. Torres, Y. F. Dubel, D. S. Zrnic // J. Atmos. Oceanic Technol. — 2004. — Vol. 21, No. 9. — P. 1389–1399. — DOI : http://dx.doi.org/10.1175/1520-0426(2004)021<1389:DIADOA>2.0.CO.

Монаков А. А. Наблюдение турбулентных атмосферных областей в бортовых метеорологических радиолокаторах: измерение параметров турбулентности / А. А. Монаков, Ю. А. Монаков // Успехи современной радиоэлектроники. — 2012. — № 5. — С. 14–27.

Results of theoretical and experimental investigations of meteorological formations power spectrum using «superresolution» methods / V. Efremov, U. Laurukevich, D. Lekhovytskiy, I. Vylegzhanin, B. Vovshin // 2009 Int. Radar Symp. IRS 2009, Hamburg, Germany : proc. — Hamburg : TUHH, 2009. — P. 777–784.

Efremov V. The new generation of Russian C-band meteorological radars. Technical features, operation modes and algorithms / V. Efremov, I. Vylegzhanin, B. Vovshin // 2011 Int. Radar Symp. IRS 2011, Leipzig, Germany : proc. — Hamburg : TUHH, 2011. — P. 239–244.

http://www.lemz.ru/goods/metrls/dmrlc.

Дженкинс Г. Спектральный анализ и его приложения : Т. 2 / Г. Дженкинс, Д. Ваттс. — М. : Мир, 1972. — 287 с.

Леховицкий Д. И. Моделирование пассивных помех импульсным РЛС на основе процессов авторегрессии произвольного порядка / Д. И. Леховицкий, И. Г. Кириллов // Системи обробки інформації. — 2008. — № 3 (70). — С. 90–101.

Вопросы статистической теории радиолокации : Т. 1 / П. А. Бакут, И. А. Большаков, Б. М. Герасимов [и др.] ; под ред. Г. П. Тартаковского. — М. : Советское радио, 1963. — 424 с.

Справочник по специальным функциям. С формулами, графиками и математическими таблицами / Под ред. М. Абрамовица, И. Стиган ; пер. с англ. — М. : Наука, 1979. — 832 с.

Воеводин В. В. Матрицы и вычисления / В. В. Воеводин, Ю. А. Кузнецов. — М. : Наука, 1984. — 320 с.

Semeniaka A. V. Comparative analysis of Toeplitz covariance matrix estimation methods for space-time adaptive signal processing / A. V. Semeniaka, D. I. Lekhovytskiy, D. S. Rachkov // 2011 IEEE CIE Int. Conf. on Radar, Radar-2011, Chengdu, China : proc. — Beijing : IEEE, 2011. — Vol. 1. — P. 696–699. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/CIE-Radar.2011.6159636.

Пат. 74652 Україна, МПК G01S 13/58 (2006.01). Виявлювач-вимірювач доплерівських сигналів / Д. І. Леховицький, Д. В. Атаманський, Д. С. Рачков, А. В. Семеняка. — № u 2012 03475 ; заявл. 23.03.2012 ; опубл. 12.11.2012, Бюл. № 21.

Lekhovytskiy D. I. Generalized Levinson algorithm and universal lattice filters / D. I. Lekhovytskiy // Radiophysics and Quantum Electronics. — 1992. — Vol. 35, No. 9–10. — P. 509–520. — DOI : http://dx.doi.org/10.1007/BF01044971.

Адаптивные решетчатые фильтры. Часть I. Теория решетчатых структур / Д. И. Леховицкий, Д. С. Рачков, А. В. Семеняка, В. П. Рябуха, Д. В. Атаманский // Прикладная радиоэлектроника. — 2011. — Т. 10, № 4. — С. 380–404.

Адаптивные решетчатые фильтры. Часть II. Алгоритмы настройки АРФ / Д. И. Леховицкий, Д. С. Рачков, А. В. Семеняка, В. П. Рябуха, Д. В. Атаманский // Прикладная радиоэлектроника. — 2011. — Т. 10, № 4. — С. 405–418.

Оценка ширины доплеровского спектра скоростей метеообразований в когерентных импульсных МРЛ с произвольными интервалами зондирования / Д. И. Леховицкий, Д. С. Рачков, А. В. Семеняка, Д. В. Атаманский, А. А. Пушков // Успехи современной радиоэлектроники. — 2012. — № 8. — С. 47–66.

Rachkov D. S. Estimation of the meteorological formations parameters in pulsed Doppler weather radars with arbitrary staggering of pulse repetition intervals / D. S. Rachkov, A. V. Semeniaka, D. I. Lekhovytskiy // Proc. SPIE. — 2011. — Vol. 8008. — P. 80081Q/1–80081Q/12. — DOI : http://dx.doi.org/10.1117/12.905098.

Lattice-filter-based ground clutter canceller for pulse Doppler weather radar / D. S. Rachkov, D. I. Lekhovytskiy, A. V. Semeniaka, V. P. Riabukha, D. V. Atamanskiy // 15th Int. Radar Symp. IRS 2014, 16–18 Jun. 2014, Gdansk, Poland : proc. — Warsaw : WUT, 2014. — P. 215–219. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/IRS.2014.6869251.

##submission.downloads##

Опубліковано

2015-09-21

Як цитувати

Леховицкий, Д. И., Атаманский, Д. В., Рачков, Д. С., & Семеняка, А. В. (2015). Повышение точности однозначного измерения скорости метеообразований в доплеровских метеорадиолокаторах с вобуляцией интервалов зондирования. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 58(9), 3–22. https://doi.org/10.20535/S0021347015090010

Номер

Том 58 № 9 (2015)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2015 Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.