Оценивание ширины негауссовых доплеровских спектров скоростей метеообразований

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347021010015

Ключові слова:

Турбулентность, распознавание метеообразований, адаптивный решетчатый фильтр, коэффициент корреляции, порядок авторегрессии

Анотація

Рассмотрены особенности оценок ширины доплеровского спектра скоростей метеообразований на основе метода «парных импульсов» при отличии доплеровского спектра скоростей от гауссовой формы. Для авторегрессионной модели различных порядков, широко используемой на практике для аппроксимации отражений от метеообразований, и учитывающей их форму спектра, проанализированы ошибки измерений при использовании метода «парных импульсов». Показано, что пренебрежение информацией о форме доплеровского спектра скоростей может привести к недопустимо большим ошибкам измерений и исказить истинную степень опасности метеообразований. Обсуждаются возможные методы определения порядка авторегрессионной модели. Показаны преимущества предлагаемого метода на основе пороговой обработки α-параметров адаптивных решетчатых фильтров. Определены плотности распределения этих параметров для расчета порога распознавания порядка авторегрессионной модели. Выполнено сравнение статистических характеристик распознавания, полученных известным и предлагаемым методами. Новый метод по точности распознавания порядка практически не уступает известному, но реализуется непосредственно в процессе измерения ширины доплеровского спектра скоростей, что выгодно отличает его от других.

Посилання

В. В. Науменко, Г. И. Тоцкий, Г. И. Хлопов, О. А. Войтович, “Классификация атмосферных образований с помощью оценивания бикогерентности радиолокационных сигналов обратного рассеяния,” Радиотехника, no. 184, pp. 72–79, 2016.

Э. А. Болелов, “Метеорологическое обеспечение полетов гражданской авиации: проблемы и пути их решения,” Научный Вестник МГТУ ГА, vol. 21, no. 5, pp. 117–129, 2018, doi: https://doi.org/10.26467/2079-0619-2018-21-5-117-129.

Н. В. Бочарников et al., Автоматизированные Метеорологические Радиолокационные Комплексы “Метеоячейка.” Санкт-Петербург: Гидрометеоиздат, 2007, uri: http://elib.rshu.ru/files_books/pdf/img-515154150.pdf.

Б. М. Вовшин, И. С. Вылегжанин, А. Н. Корнеев, В. В. Лаврукевич, А. А. Пушков, “Результаты экспериментальных исследований свойств и характеристик пассивных помех в импульсных РЛС,” Успехи современной радиоэлектроники, no. 2, pp. 51–68, 2018, uri: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=32560321.

V. Efremov, U. Laurukevich, D. Lekhovytskiy, I. Vylegzhanin, B. Vovshin, “Results of theoretical and experimental investigations of meteorological formations power spectrum using ‘superresolution’ methods,” in Proceedings IRS 2009, 2009, pp. 777–784.

Д. И. Попов, “Оценивание параметров пассивных помех на основе косвенных алгоритмов,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 62, no. 1, pp. 54–63, 2019, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347019010060.

V. M. Bezruk et al., “Radar recognition of meteorological objects,” in 22nd International Crimean Conference “Microwave & Telecommunication Technology,” 2012, uri: https://ieeexplore.ieee.org/document/6335877.

E. Malikov, Y. Sun, “Semiparametric estimation and testing of smooth coefficient spatial autoregressive models,” J. Econom., vol. 199, no. 1, pp. 12–34, 2017, doi: https://doi.org/10.1016/j.jeconom.2017.02.005.

Д. И. Леховицкий, Д. С. Рачков, А. В. Семеняка, Д. В. Атаманский, А. А. Пушков, “Оценка ширины доплеровского спектра скоростей метеообразований в когерентных импульсных МРЛ с произвольными интервалами зондирования,” Успехи современной радиоэлектроники, no. 8, pp. 47–68, 2012, uri: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=17997877.

Y. I. Abramovich, N. K. Spencer, M. D. E. Turley, “Order estimation and discrimination between stationary and time-varying (TVAR) autoregressive models,” IEEE Trans. Signal Process., vol. 55, no. 6, pp. 2861–2876, 2007, doi: https://doi.org/10.1109/TSP.2007.893966.

Д. И. Леховицкий, Д. С. Рачков, А. В. Семеняка, В. П. Рябуха, Д. В. Атаманский, “Адаптивные решетчатые фильтры. Часть I. Теория решетчатых структур,” Прикладная радиоэлектроника, vol. 10, no. 4, pp. 381–406, 2011, uri: https://openarchive.nure.ua/bitstream/document/4699/1/380-404.pdf.

Д. И. Леховицкий, “Адаптивные решетчатые фильтры для систем пространственно-временной обработки нестационарных гауссовых процессов,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 61, no. 11, pp. 607–644, 2018, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347018110018.

D. I. Lekhovytskiy, D. S. Rachkov, A. V. Semeniaka, “K-rank modification of adaptive lattice filter parameters,” in 2015 IEEE Radar Conference (RadarCon), 2015, vol. 2015-June, no. June, pp. 0127–0132, doi: https://doi.org/10.1109/RADAR.2015.7130983.

H.-G. Beyer, B. Sendhoff, “Simplify your covariance matrix adaptation evolution strategy,” IEEE Trans. Evol. Comput., vol. 21, no. 5, pp. 746–759, 2017, doi: https://doi.org/10.1109/TEVC.2017.2680320.

I. Stanimirović, Computation of Generalized Matrix Inverses and Applications. Apple Academic Press, 2018, uri: https://www.routledge.com/Computation-of-Generalized-Matrix-Inverses-and-Applications/Stanimirovic/p/book/9781771886222.

W.-H. Yang, S. H. Holan, C. K. Wikle, “Bayesian lattice filters for time-varying autoregression and time-frequency analysis,” Bayesian Anal., vol. 11, no. 4, pp. 977–1003, 2016, doi: https://doi.org/10.1214/15-BA978.

Y. I. Abramovich, N. K. Spencer, B. A. Johnson, “Band-inverse TVAR covariance matrix estimation for adaptive detection,” IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst., vol. 46, no. 1, pp. 375–396, 2010, doi: https://doi.org/10.1109/TAES.2010.5417169.

Д. Ж. П. Берг, Д. Г. Люнбергер, Д. Д. Венгер, “Оценивание ковариационных матриц с заданной структурой,” ТИИЭР, vol. 70, no. 9, pp. 63–76, 1982.

И. К. Пикаев, “Плотность распределения оценки комплексного коэффициента корреляции,” Радиотехника и электроника, vol. 35, no. 5, pp. 1090–1094, 1990.

П. А. Бакут, И. А. Большаков, Б. М. Герасимов, Вопросы Статистической Теории Радиолокации. Том 1. Москва: Советское радио, 1963.

Б. Фридландер, “Решетчатые фильтры для адаптивной обработки данных,” ТИИЭР, vol. 70, no. 58, pp. 54–97, 1982.

Ошибки измерений ширины ДСС при разных порядках АР-процесса

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-01-30

Як цитувати

Атаманский, Д. В., Семеняка, А. В., & Красношапка, И. В. (2021). Оценивание ширины негауссовых доплеровских спектров скоростей метеообразований. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 64(1), 3–16. https://doi.org/10.20535/S0021347021010015

Номер

Том 64 № 1 (2021)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 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.