Динамическая модель координатометрии близкорасположенных источников сигналов с использованием алгоритма сверхразрешения MUSIC

В последние годы задача радиолокации и радиопеленгации является очень актуальной благодаря стремительному развитию микроэлектроники малогабаритных беспилотных устройств и терминалов связи. Статья посвящена определению координат источников сигналов. В частности, исследуются близкорасположенные, некоррелированные источники и приемные антенные решетки на нескольких разнесенных в пространстве мобильных устройствах. Для разрешения таких источников сигналов используется алгоритм сверхразрешения MUSIC с последующим решением задачи координатометрии с помощью метода наименьших квадратов. Была создана программная модель в среде MATLAB, реализующая динамическую систему, в которой у каждого из радиоустройств есть свои траектории и показатели скорости. Проведен сравнительный анализ точности получаемых результатов в различных ситуациях с точки зрения геометрии и динамики. Установлено, что наиболее эффективно алгоритм работает в случае нахождения целей внутри зоны, образованной сканирующими объектами. При этом достигается точность определения координат, сравнимая с дистанцией между источниками сигналов. На основе полученных результатов можно осуществлять построение радиолокационных приемников для пеленгации близкорасположенных источников сигналов в основном лепестке диаграммы направленности приемной антенны локационной станции, что требуется при решении ряда задач локации и мониторинга в условиях сложной радиоэлектронной обстановки.

1. Антропов Д.А. Новые антенно-фидерные устройства средств радиорелейной связи на основе исторического опыта их создания. Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2022;(9):139–143.

2. Бобылкин И.С., Иванов А.В., Куземкин А.А., Ямпольский Д.А. Сравнительный анализ устройств для радиопеленгации и пассивной радиолокации, доступных для гражданского применения. В сборнике: Актуальные проблемы деятельности подразделений уголовно-исполнительной системы: Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции: Том 1, 19 октября 2023 года, Воронеж, Россия. Воронеж: Издательско-полиграфический центр «Научная книга»; 2023. С. 246–252.

3. Глушанков Е.И., Горобцов И.А., Сыроветник Д.С.; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича». Программа для моделирования задачи сверхразрешения и координатометрии нескольких источников радиосигналов в среде MATLAB: № 2024663312: заявл. 11.06.2024: опубл. 24.06.2024. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2024664687 Российская Федерация.

4. Рыжков А.А. Малоэлементные антенные решетки для беспилотных летательных аппаратов. В сборнике: Подготовка профессиональных кадров в магистратуре для цифровой экономики (ПКМ-2020): Региональная научно-методическая конференция магистрантов и их руководителей: Сборник лучших докладов конференции, 01–03 декабря 2020 года, Санкт-Петербург, Россия. Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича; 2021. С. 118–122.

5. Паринов М.Л. Моделирование процедур пеленгования и координатометрии источников радиоизлучения в условиях стохастического характера изменений параметров среды распространения и воздействия случайных факторов, вызывающих ошибки при измерениях информативных параметров. Воздушно-космические силы. Теория и практика. 2024;(31):145–169.

6. Глушанков Е.И., Сыроветник Д.С. Определение координат источников сигналов с использованием алгоритмов сверхразрешения. В сборнике: Подготовка профессиональных кадров в магистратуре для цифровой экономики (ПКМ-2023): Всероссийская научно-техническая и научно-методическая конференция магистрантов и их руководителей: Сборник лучших докладов: Том 1, 05–07 декабря 2023 года, Санкт-Петербург, Россия. Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича; 2023. С. 94–99.

7. Давыденко А.С., Попов Е.Н., Цикин И.А. Радиопеленгация по методу music в сочетании с методом эталонных разностей фаз. В сборнике: Неделя науки ИФНиТ: Сборник материалов Всероссийской конференции, 16–20 ноября 2020 года, Санкт-Петербург, Россия. Санкт-Петербург: Политех-Пресс; 2020. С. 12–14.

8. Лустгартен М.Ю., Собченко М.И., Швецова А.П., Ухандеев В.И. Алгоритм определения координат источника радиоизлучения. Электронные информационные системы. 2019;(3):22–28.

9. Телегин В.А., Шашеро В.А., Антонов Е.А., Чикшов Л.И., Курилов А.А. Определение координат местоположения объекта: № 2020667131: заявл. 21.12.2020: опубл. 25.01.2021. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2021611300 Российская Федерация.

10. Глушанков Е.И., Сыроветник Д.С. Координатометрия близконаходящихся источников сигналов с использованием алгоритма сверхразрешения MUSIC. В сборнике: Актуальные проблемы инфотелекоммуникаций в науке и образовании (АПИНО 2024): Материалы XIII Международной научно-технической и научно-методической конференции: Том 3, 27–28 февраля 2024 года, Санкт-Петербург, Россия. Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича; 2024. С. 165–169.