Радиолокационный мониторинг судоходства с использованием сигналов подсвета от средств космического базирования
Перечень сокращений и условных обозначений…………………………… 4
Введение…………………………………………………………………………. 6
Глава 1 – Современные средства мониторинга морских районов ………. 15
1.1. Автоматическая идентификационная система…………………………. 17
1.2. Судовая радиолокационная система……………………………………. 19
1.3. Береговая радиолокационная система………………………………….. 22
1.4. Загоризонтная радиолокационная станция…………………………….. 25
1.5. Космическая система мониторинга морской поверхности……………. 27
1.6. Полуактивная радиолокационная система мониторинга……………… 31
Выводы по первой главе…………………………………………………. 37
Глава 2 – Полуактивная радиолокационная система мониторинга с
использованием источников сигналов подсвета космического
базирования……………………………………………………………………… 38
2.1. Принципы построения и работы полуактивной радиолокационной
системы мониторинга……………………………………………………. 38
2.2. Передатчики сигналов подсвета космического базирования…………. 43
2.3. Оценка зоны обнаружения надводных объектов бистатической ПА
РЛС с использованием спутниковых сигналов подсвета……………… 58
Выводы по второй главе…………………………………………………. 62
Глава 3 – Алгоритмы обработки сигналов GPS с С/А-кодом в
полуактивной радиолокации…………………………………………………. 63
3.1. Сигналы спутникового передатчика системы навигации GPS…………… 63
3.2. Цифровая обработка сигналов GPS частотного диапазона L1 с С/А-
кодом ……………………………………………………………………… 71
Выводы по третьей главе……….………………………………………… 78
Глава 4 – Экспериментальные исследования ПА РЛС мониторинга
прибрежных акваторий………………………………………..……..……..…. 80
4.1. Лабораторный макет бистатической ПА РЛС………………………….. 80
4.2. Результаты лабораторных исследований макета ПА РЛС..…………… 87
4.3. Исследование макета ПА РЛС в реальных условиях…………………… 91
Выводы по четвертой главе……………………………………………… 105
Глава 5 – Мультистатическая ПА РЛС мониторинга при использовании
спутниковых сигналов подсвета……………………………………………… 106
5.1. Концепция построения мультистатической ПА РЛС мониторинга…… 106
5.2. Метод определения местоположения наблюдаемого объекта в
мультистатической ПА РЛС…………………………………………….. 114
Выводы по пятой главе………………………………………………….. 118
Заключение……………………………………………………………………… 120
Список литературы…………………………………………………………….. 122
Приложение 1…………………………………………………………………… 131
Приложение 2…………………………………………………………………… 132
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
АИС Автоматическая идентификационная система
АКФ Автокорреляционная функция
АЦП Аналого-цифровой преобразователь
БПФ Быстрое преобразование Фурье
БРЛС Береговая радиолокационная система
ВКФ Взаимная корреляционная функция
ВФН Взаимная функция неопределенности
ВЧ Высокая частота
ГЛОНАСС ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система
ГНСС Глобальные навигационные спутниковые системы
ДЗЗ Дистанционное зондирование Земли
ДН Диаграмма направленности
ЗАО Закрытое акционерное общество
ЗГРЛС Загоризонтная радиолокационная станция
ИМО Международная морская организация
ИСЗ Искусственные спутники зондирования
КА Космический аппарат
МРЛС Морская радиолокационная система
МСУ-МР Многоканальное сканирующее устройство малого разрешения
НИИ Научно-исследовательский институт
НКА Навигационный космический аппарат
ОАО Открытое акционерное общество
ОБПФ Обратное быстрое преобразование Фурье
ОСШ Отношение сигнал-шум
ПC Приемная станция
ПА РЛС Полуактивная радиолокационная система
ПСП Псевдослучайная последовательность
РЛИ Радиолокационная информация
РЛС Радиолокационная система
СУДС Средство управления движением судов
УВЧ Ультравысокая частота
УКВ Ультракороткая волна
ФАР Фазированная антенная решетка
ФГУП Федеральное государственное унитарное предприятие
ФН Функция неопределенности
ЦУиСОИ Центр управления и совместной обработки информации
ЭПР Эффективная площадь рассеяния
BPSK Binary Phase Shift Keying
CDMA Code Division Multiple Access
DAB Digital Audio Broadcasting
DSSS Direct Sequence Spread Spectrum
DVB-S(2) Digital Video Broadcasting – Satellite (Second Generation Satellite)
DVB-T(2) Digital Video Broadcasting – Terrestrial (Second Generation Terrestrial)
FDMA Frequency Division Multiple Access
FM Frequency Modulation
GPS Global Positioning System
GSM Groupe Special Mobile
IMO International Maritime Organization
NMEA National Marine Electronics Assocition
QPSK Quadature Phase Shift Keying
SDMA Space Division Multiple Access
TDMA Time Division Multiple Access
Во введении обоснована актуальность выбранной темы диссертационной работы,
сформулированы цели и задачи исследования, изложены основные научные и практические результаты, выносимые на защиту, приведено краткое содержание глав диссертации и дана краткая характеристика работы.
В первой главе рассмотрены и описаны основные существующие современные средства мониторинга морской поверхности, исследованы вопросы мониторинга прибрежных акваторий на основе полуактивной радиолокационной системы с использованием различных сторонних источников сигналов подсвета.
Морская поверхность покрывает бóльшую часть земной поверхности, морские ресурсы играют важную роль в интересах различных стран и являются значимым источником доходов. За последние десять лет число судов, работающих в морских районах многих стран и предназначенных как для добычи морских ресурсов, так и проведения повседневной экономической деятельности, значительно выросло. Особенно активно ведется деятельность в прибрежных районах. Поэтому процесс наблюдения за территориальными морями, морскими суверенитетами является сложной задачей, особенно для государств с протяженными морскими границами. В результате в ряде районов с интенсивным движением различных типов судов возможна потеря контроля над безопасностью их деятельности. Решение задачи наблюдения за судоходством связано с вопросами создания и применения соответствующих систем непрерывного мониторинга морской поверхности. Информационное обеспечение состояния акватории способствует максимизации устойчивого использования океанов, повышению эффективности охраны суверенитета и снижению экономических затрат.
На сегодняшний момент для решения задач мониторинга морской поверхности и получения информации о судах, находящихся в прибережных районах могут быть использованы следующие системы: автоматическая идентификационная система (АИС); судовая радиолокационная система (СРЛС); береговая радиолокационная система (БРЛС); загоризонтная радиолокационная станция (ЗГРЛС); космическая система мониторинга морской поверхности; полуактивная радиолокационная система мониторинга. В настоящее время перспективным решением поставленной задачи является использование полуактивной когерентной радиолокационной системы для наблюдения за морской обстановкой. Использование ПА РЛС, ввиду отсутствия собственного передатчика, позволяет обеспечить меньшую стоимость производства, размещения и эксплуатации,
отсутствие вредного воздействия на окружающую среду, отсутствие помех другим радио- техническим устройствам, а также создает возможность формирования произвольной зоны наблюдения. В качестве источников сигналов подсвета в ПА РЛС могут использоваться радиопередатчики частотно-модулированных сигналов (FM-радиовещание), цифрового звукового радиовещания (DAB), цифровой мобильной сотовой связи (GSM), цифрового наземного телевидения (DVB-T2) и др. Наземные радиовещательные источники не имеют покрытия в открытом море и потенциально уязвимы в ситуациях техногенного или стихий- ного бедствия. В этих условиях морские районы становятся разрывом наблюдения вне до- сягаемости наземных передатчиков.
Таким образом, вопрос использования спутниковых систем в качестве излучателей сигналов подсвета, которые обеспечивают покрытие обширных морских акваторий, в ПА РЛС мониторинга является актуальным.
Во второй главе проведён анализ существующих спутниковых систем, которые могут быть использованы в качестве источников сигналов подсвета при создании бистатической ПА РЛС мониторинга прибрежных акваторий, что отражает современные тенденции при построении РЛС со сторонними передатчиками подсвета. Использование спутниковых сигналов подсвета в ПА РЛС является перспективным направлением реализации контроля перемещения всех типов судов в акваториях за счет следующих преимуществ:
спутниковаясистемаработаетнепрерывноислабозависитотпогодныхусловий;
количество спутников достаточно велико, чтобы наблюдать определенное место в течение необходимого периода времени: спутниковая система связи, телевизионная спутниковая система, глобальная навигационная спутниковая система и т.д.;
сигналы спутниковых систем доступны для гражданского использования;
стоимость создания комплекса ниже, чем при использовании активной радиолокационной системы.
На рисунке 1 рассмотрена схема построения ПА РЛС с вариантами берегового расположения приемной позиции. В качестве передатчиков сигналов подсвета могут быть использованы следующие: Глобальные Навигационные Спутниковые Системы (в том числе: GPS, ГЛОНАСС, Galileo), спутнико- вые системы связи (Iridium, Inmarsat), спутниковая система телевидения DVB-S(2).
Произведена оценка дальности
обнаружения наводных целей в
бистатической ПА РЛС с использова-
нием различных сигналов подсвета
источников спутникового базирова-
ния. Известно, что большинство
надводных объектов, выполняющих различные задачи в акваториях имеют эффективную площадь рассеяния (ЭПР) от 1 до 1000 м2. С помощью основного уравнения радиолокации
Рисунок 1 – Общая схема построения ПА РЛС мониторинга с использованием спутниковых сигналов подсвета
Прямые сигналы
мощность отраженного сигнала от цели без учета помех и поглощения в бистатической ПА РЛС можно вычислить с использованием выражения:
4
где: Pr – мощность принимаемого сигнала; Pt – мощность передатчика; Gt – коэффициент усиления передающей антенны; Ft(t,t) – характеристика направленности передающей ан- тенны по направленности поля в функции азимута t и угла места t; Vt – модуль множителя ослабления для пары «передатчик – цель»; σb – бистатическая ЭПР цели; Vr – модуль мно- жителя ослабления для пары «цель – приёмная позиция»; Rt – расстояние между передатчиком и целью; Rr – расстояние между целью и приёмной позицией; Gr – коэффициент усиления приёмной антенны; – длина волны сигнала; Fr(r,r) – характеристика направленности приёмной антенны по направленности поля в функции азимута r и угла места r.
а) б)
в) г)
Рисунок 2 – Дальности обнаружения надводных объектов ПА РЛС со спутниковыми
сигналами: а) GPS L1; б) ГЛОНАСС L1; в) Galileo Е5; г) DVB-S2
В работе получены оценки дальности обнаружения с использованием сигналов различных ГНСС и спутниковой системы телевидения представленные в таблице 1 в единицах измерения метрах с вероятностей ложной тревоги F = 0,001: fL1-GPS = 1575,42 МГц;
PG F2( , ) G 2F2( , )
P t t t t t V2 b V2 r r r r , (1)
r 4R2 t 4R2 r tr
fL1-ГЛОНАСС = 1602,5625 МГц; fЕ5-Galileo = 1191,795 МГц; fDVB-S2 = 10872 МГц; приёмное устройство является стационарным объектом и имеет следующие характеристики: коэффициент усиления Gr = 1000 (30дБ); коэффициент шума kn = 5; ширина полосы пропускания f = 1 Гц, что соответствует времени когерентного накопления сигнала Ta = 1c. На рисунке 2 показаны результаты расчетов дальности обнаружения при заданной вероятности ложной тревоги (ВЛТ) F = 0,001 и значений вероятности правильного обнаружения (ВПО): D1 = 0,6; D2 = 0,8; D3 = 0,9. Видно, что использование сигнала диапазона L1 системы GPS дает бóльшую дальность обнаружения (см. таблицу 1).
Таблица 1 – Результаты расчетов дальностей обнаружения надводных объектов Дальность обнаружения ПА РЛС с сигналами подсвета, м
ВПО
D = 0,6
D = 0,8
ЭПР, м2
500
1000
500
1000
500
GPS L1
4107
9184
12989
2624
5868
8298
1779
3979
ГЛОНАСС L1
1933
4321
6111
1250
2794
3951
1903
Galileo E5
2390
5344
7557
1545
3455
4874
1053
2353
DVB-S2 3187 7126 10077 2060 4067 6515 1403 3138
1000 5627
Проведенный анализ показывает, что судно, находящееся вблизи береговой линии
или в открытом море, может быть обнаружено с использованием радиосигналов, излучае- мых ГНСС, переотражения которых от объектов могут быть приняты приемником, установ- ленным на берегу или на заякоренном буе. Предлагаем проектирование и создание макета бистатической ПА РЛС мониторинга морской обстановки с использованием сигналов под- света ГНСС GPS частотного диапазона L1 С/А-кода.
В третьей главе рассмотрена структура сигналов ГНСС GPS, в том числе сигнал GPS на частоте L1 с C/A-кодом. Разработан алгоритм обработки сигналов в бистатической ПА РЛС со спутниковым сигналом подсвета GPS С/А-кода.
Известно, что структура спутникового сигнала системы GPS была разработана таким образом, чтобы позволить нескольким передатчикам использовать один и тот же частотный диапазон и иметь достаточную устойчивость к помехам. Излучаемый сигнал в ГНСС GPS содержит три модулированные несущие частоты L-диапазона, обозначаемых как L1, L2 и L5 с центральными частотами 1575,42 МГц, 1227,6 МГц и 1176,45 МГц соответственно. Структура сигнала включает три уровня: несущую волну, навигационные данные, кодовую последовательность. На одной и той же несущей частоте сигналы системы навигации GPS различаются между собой путем кодового разделения (Code Division Multiple Access – CDMA), следовательно, спутники GPS излучают разные дальномерные коды или псевдослу- чайные последовательности (ПСП). Сигнал на несущей частоте L1 состоит из двух компонентов, которые находятся в квадратурной фазе друг с другом, причем несущая сигнала C/A-кода (Coarse Aquisition code) отстает от сигнала P(Y)-кода (Encrypted Precision code) на 90 градусов. При рассмотрении сигналов диапазона L1 в системе навигации GPS можно записать следующее выражение:
s (t) 2P C (t)D (t)cos(2 f t) 2P C (t)D (t)sin(2 f t), (2) i iiC/Ai i iiPi i
где: – 2 – мощность квадратурных компонентов сигнала i-го спутника; – CiC/A(t) – открытый С/А–код i-го спутника;
– CiP(t) – защищенный Р–код i-го спутника;
D = 0,9
2692 3328 4438
– fi – несущая частота i-го спутника;
– Di(t) – навигационное сообщение (NAV) i-го спутника.
Сигналы L1 ГНСС GPS формируются на основе модуляции с расширенным спектром прямой последовательности (Direct Sequence Spread Spectrum – DSSS), поэтому их спектры мощности локализованы в основной полосе частот, которые характерны для любых сигналов DSSS с использованием прямоугольных последовательностей, и можно записать следующее выражение:
sin2( fT )
S(f)T c, (3)
c
c
где: Tc = 1/(1,023*106)c для L1 с С/А-кодом и Tc = 1/(10,23*106)c для L1 с Р-кодом.
В данной работе использован сигнал ГНСС GPS на частоте L1 с С/А-кодом, который является открытым для работы всех гражданских приемников GPS. Одной из важных характеристик С/А-кодов являются их корреляционные свойства, при этом отношение уровней автокорреляционного пика к взаимно-корреляционным пикам показывает, насколько широкий динамический диапазон можно обеспечить при приеме и обработке
сигналов.
Приемная станция ПА РЛС мониторинга содержит два канала: опорный канал,
принимающий прямые сигналы от спутниковых передатчиков и канал наблюдения, принимающий отраженные сигналы от объектов наблюдения. Был разработан алгоритм обработки сигналов в ПА РЛС мониторинга со спутниковым сигналом GPS C/A-кода (рис. 3 и 4).
ПСП С/А-кода формируется соответствии с
( fT )2
Рисунок 3 – Этапы обработки ПА РЛС со спутниковым сигналом GPS
С/А-кода
Рисунок 4 – Поиск номера и доплеровского сдвига частоты спутников GPS
алгоритмом
различных
совпадающих
космических аппаратов (НКА) ГНСС GPS (НКА 01 = ПСП 01). C/A-код является двухфазным модулированным сигналом с частотой дискретизации 1,023 МГц и периодом повторения 1 мс. При движении по определенной орбите в силу ряда факторов скорости спутников различаются. По этой причине при записи спутниковых сигналов с помощью отладочной платы USRP серии B210 возникает доплеровский
генерации, включающим 35 вариантов ПСП С/А-кода, с номерами навигационных
сдвиг частоты, что приводит к искажениям при обработке сигналов. Поэтому, как отмечено выше, на основе корреляционных характеристик производится поиск номеров спутников и их смещений по частоте с помощью быстрого преобразования Фурье (БПФ) (рисунок 4) в опорном канале. На основе установленного номера спутника и его доплеровского сдвига формируется опорный сигнал формата GPS C/A-кода.
На следующем этапе используем установленный номер спутника GPS и вычисляем посимвольную свертку опорного и отраженного сигналов, вычисляем взаимную функцию неопределенности (ВФН) между опорным (Sоп) и отраженным (Sотр) сигналами (рис. 5).
Процедура обработки сигнала описывается выражением: N1Tc (i1)
Рисунок 5 – Вычисление ВФН
R(,fд) u(t)u0(t)dtej2fдTci (4)
i0 Ti
c
Большое время накопления сигналов связано со значительными вычислительными затратами ввиду больших размеров векторов оцифрованных сигналов. Для ускорения процесса вычисления ВФН разбиваются на N сегментов (N – число периодов С/А-кода за время накопления). Длительность сегмента Тс определяется временем, в течение которого изменением фазы сигнала из-за доплеровского смещения можно пренебречь.
В четвертой главе проведено компьютерное моделирование спутникового сигнала ГНСС GPS C/A-кода с использованием имитатора ГНСС GSG-5 Series, описан разработанный экспериментальный макет приемной станции ПА РЛС с применением сторонних передатчиков сигналов подсвета спутникового базирования GPS С/А-кода, представлены результаты натурных экспериментов в реальных условиях.
Целью экспериментальных исследований является проверка результатов, обсуждаемых во второй и в третьей главах, а также демонстрация работы ПА РЛС с тем
составом программно-аппаратного обеспечения, который соответствует поставленным задачам. Перед созданием экспериментального макета приемной станции ПА РЛС мониторинга были проведены записи спутниковых сигналов ГНСС GPS С/А-кода с различ- ным временем накопления с помощью имитатора сигналов ГНСС GSG-5 series в лаборато- рии НИИ «Прогноз» СПбГЭТУ «ЛЭТИ». Многофункциональный имитатор ГНСС GSG-5 Series (Multi-function GNSS Simulator) произведен компанией Spectracom для тестирования устройств и систем GPS, ГЛОНАСС, Galileo и также Beidou.
Рисунок 6 – 5 периодов ВКФ между формирующим С/А-кодом ПСП 10 и записанным сигналом от имитатора
Для подтверждения работоспособности схемы поиска номера С/А-кода и ее компьютерного моделирования, разработаны программы для подключения и записи сигналов с помощью универсальной платы USRP серии B210 в среде MATLAB, которая выполняет роль устройства ввода данных в экспериментальном макете ПА РЛС с задачей преобразования аналоговых прямого и отраженного сигналов в цифровую форму для последующей их записи и обработки. Полученный результат ВКФ между формирующим С/А-кодом ПСП номера 10 и записанным сигналом с имитатора изображен на рисунке 6, отношение сигнал/шум при записи сигналов с имитатора составляет около 10 раз.
В экспериментальный макет ПС ПА РЛС (рис. 7) входят следующие основные элементы: антенное устройство и блок питания, устройство ввода данных, устройство записи и хранения данных. В антенном устройстве использовались два типа обычных антенных модулей для спутниковых сигналов АА2-ККС и ШВЕА.464659.004. Во время эксперимен- тального исследования для записи, хранения и предварительной обработки сигналов использовался переносной персональный компьютер (ноутбук), на который по порту USB 3.0 подавались оцифрованные данные с прямого и отраженного каналов. Экспери- ментальные исследования проводились в октябре 2021 года. В первом исследовании экспериментальный макет приемной станции ПА РЛС мониторинга был размещен в Санкт- Петербурге на точке берега с координатами 59052’18,69N – 30009’20,40E. В опорном канале была подключена антенна ШВЕА.464659.004 и антенна АА2-ККС подключена в канале наблюдения. Объектом исследования являлся буксир, расположенный на открытой водной
Рисунок 7 – Экспериментальный макет приемной станции ПА РЛС
Рисунок 8 – 10 периодов ВКФ между формирующей ПСП номера 7 и записанным сигналом во втором эксперименте
поверхности. Коэффициент усиления в плате USRP серии B210 был установлен равным на обоих каналах 65дБ.
Во втором эксперименте макет был раз- мещен в Канонерском парке города Санкт-Пе- тербург, Россия. Точка размещения экспери- ментального макета имеет координаты: ши- рота – 59053’17,9N, долгота – 30010’10,6E. В опорном канале и в канале наблюдения были подключены антенны АА2-ККС. Объектом наблюдения был грузовой танкер “Oil/Chemical Tanker ONYX” с габаритными размерами: 145,88 м по длине и 22,53 м по ши- рине. Коэффициент усиления в плате USRP серии B210 был установлен на обоих каналах равным 70 дБ.
б)
а)
г)
подсвета спутника номера 22 ГНСС GPS С/А-кода в первом эксперименте
в)
Рисунок 9 – Результат обнаружения буксира ПС ПА РЛС с использованием сигналов
а) б)
Рисунок 10 – Результат обнаружения корабля ПС ПА РЛС с использованием сигналов
подсвета спутника номера 7 ГНСС GPS С/А-кода во втором эксперименте
Обработка записанных сигналов. После получения записанных сигналов опорного и отраженного каналов можно проводить обработку по алгоритму, описанному подробно в третьей главе. Отношение сигнал/шум в приемной станции составляло около 2 раз (рис. 8). Результаты обнаружения наблюдаемого объекта представлены на рисунках 9 и 10. На ри- сунке 9 (а) изображена плоскость дальности-доплеровского смещения без применения вос- становления опорного сигнала. На рисунках 9 (б) – (г) изображены плоскость дальности- доплеровского смещения первого эксперимента с разным временем накопления сигналов: 500 мс, 1 с и 2 с соответственно. В первом эксперименте отметки от буксира оценивали с использованием сигналов подсвета от спутника под номером 22.
На рисунке 10 изображены плоскость дальности-доплеровского смещения для второго эксперимента со временем накопления сигналов: 1 с – рис. 10 (а) и 2 с – рис. 10 (б). Во втором эксперименте отметки от корабля оценивались при сравнении результатов с использованием сигналов подсвета от спутника под номером 7 и информации и приложения АИС по параметрам движения
корабля. Кроме сигнала подсвета
спутника GPS с номером 7, во
втором эсперименте обнаружили
отметки от корабля на плоскости
дальности – доплеровского смеще-
ния с использованием сигналов
подсвета от спутника ГНСС GPS
номера 30, парамерты движения
корабля представлены в таблице 2.
Результаты подтверждают
возможность использования сигналов источников спутникового базирования в качестве подсвета в ПА РЛС для мониторинга судов в прибрежных морских акваториях.
В пятой главе предложена концепция построения мультистатической ПА РЛС мони- торинга с использованием сигналов подсвета ГНСС, рассмотрены вопросы определения точного местонахождения объектов интереса, и комплексирования радиолокационной ин- формации (РЛИ) в предлагаемой системе.
Таблица 2 – Параметры объекта исследования во втором эксперименте при использовании сигналов подсвета от разных спутников
Номер спутника
Время
16:03
16:06
Дальность, м
1099
733
1099
37,7
16:08 1319,7 1393
30 Доплеровское смещение, Гц
41,7 27
30,3 26
Рисунок 11 – Общая структура мультистатической ПА РЛС мониторинга
Рассмотрены следующие варианты построения мультистатической ПА РЛС мониторинга (рис. 11):
– с одним передатчиком (спутником) и M приемными станциями;
– с N передатчиками (спутниками) и одной приемной станцией;
– с N передатчиками (спутниками) и M приемными станциями. Большинство традиционных
мультистатических ПА РЛС создано по принципу одного передатчика и нескольких приемных позиций. Од- нако, основной способ разделения сигналов в спутниковой системе – кодовый. Данный факт удобен при построении мультистатической ПА РЛС – на одной частоте приемное устройство принимает одновре- менно сигналы от нескольких спутниковых передатчиков – источников сигналов подсвета. Количество спутников всех ГНСС достаточно велико, в каждой точке земной поверхности всегда одновременно принимаются сигналы от нескольких спутников ГНСС GPS
Рисунок 12 – Геометрия мультистатической ПА РЛС со спутниковым подсветом в прямоугольной системе координат
x y z
M M M N3
передатчиков; 22
L(rL) 1 b1 1
2L(r L)
22
L1 C/A-кода. Из результатов обработки полученных записей в четвертой главе видно, что в опорном канале присутствуют сигналы от нескольких спутников (номера спутников 4, 5, 7, 9, 20, 30).
При создании мультистатической ПА РЛС по концепции с несколькими спутниковыми передатчиками и одной приемной позицией увеличивается условная вероятность правильного обнаружения объекта наблюдения. Принимаемые сигналы в опорном канале приемной станции будут различаться между собой с помощью сформированного генераторам кода спутников. На приемной станции используем фазированную антенну решетку со специализированной аналого-цифровой микросхемой, что даст возможность формировать нужную диаграмму направленности, а также увеличит коэффициент усиления антенны в канале наблюдения приемной станции. Геометрия мультистатической ПА РЛС со спутниковым подсветом в прямоугольной системе координат изображена на рисунке 12. В такой системе определение местоположения объекта можно реализовать разностно-дальномерным методом и расстояние от приемной станции до объекта наблюдения определяется выражением (5):
Rr
aTb (aTb)2 (bTb1)aTa
bTb1 , (5)
где: +
y2 z2
–
матрица
координат
местоположений
спутниковых
x1 S x2
y1 z1
a(STS)1STk, (6) b(STS)1STd, (7)
+ k
расстояние между i-м спутником и приемником (база мультистатической ПА РЛС) и
M bM MN1 rbi – бистатическая дальность;
вектор постоянных коэффициентов, в том числе: Li –
rL
+ d r l = b1 1 сумма векторов значений бистатических дальностей r и
базы l.
В рассматриваемой мультистатической ПА РЛС производится комплексирование ра-
диолокационных данных с помощью использования критериального метода обработки ре- зультатов обнаружения в одном элементе разрешения обнаружителями от нескольких каналов подсвета, при котором повышается дальность обнаружения за счет снижения вероятности ложных тревог с соответствующим снижением порога обнаружения.
Такая система может дополнить средства управления движением судов. Информация от отдельных датчиков всех подсистем (ПА РЛС, БРЛС, АИС и другие РЛИ) после предварительной обработки передается по каналам связи в устройство совместной обработки и центр обработки информации (УСОиЦОИ), где комплексируется, отображается на индикаторах оператора, передается потребителям и архивируется.
r L
bM M N1
В заключении сформулированы выводы по диссертационной работе, перечислены ре- зультаты, полученные автором самостоятельно, и представлены направления дальнейшего развития системы ПА РЛС с использованием сигналов подсвета космического базирования.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ
В процессе проведенных исследований получены следующие основные результаты:
1. Проведён анализ существующих современных средств мониторинга морской по- верхности, предложено использование ПА РЛС для мониторинга речных и прибрежных морских акваторий.
2. Выполнен анализ возможных источников сигналов подсвета спутникового базирования (спутниковых системы связи, спутниковой системы телевидения, ГНСС) и схемы построения бистатической ПА РЛС мониторинга.
3. Проведено исследование возможности обнаружения надводных объектов интереса в бистатической ПА РЛС с использованием сигналов подсвета космического базирования. Показано, что использование сигнала подсвета от ГНСС GPS L1 позволяет обеспечить бóльшую дальность обнаружения надводных объектов по сравнению с другими ГНСС. Так, с ВПО D1 = 0,6 и ВЛТ F= 0,001 оценка дальности обнаружения составляет 4107 м при ЭПР объекта наблюдения равной 100 м2, и более 9000 м у объектов, имеющих ЭПР 500 м2.
4. Разработан алгоритм обработки спутниковых сигналов ГНСС GPS L1 С/А-кода в бистатической ПА РЛС, который не требует подавления прямого сигнала как в классической ПА РЛС, но требует определения номера спутника.
5. Разработана программа в среде MATLAB для взаимодействия и записи сигналов с использованием программно-определяемой радиосистемы USRP серии B210. Проведено исследование ПА РЛС со спутниковым сигналом GPS С/А-кода в лаборатории с помощью имитатора сигналов ГНСС GSG-5 series и основных радиолокационных инженерных инструментов. При записи спутниковых сигналов системы GPS c имитатора ГНСС GSG-5 series значение отношения сигнал/шум составляло от 7 до 10 раз.
6. Создан экспериментальный макет приемной станции ПА РЛС мониторинга на основе антенн приема спутниковых сигналов АА2-ККС и ШВЕА.464659.004 и программно- определяемой радиосистемы USRP B210.
7. Проведены натурные исследования экспериментального макета ПС ПА РЛС с использованием сигнала подсвета ГНСС GPS C/A-кода для мониторинга судоходства в прибрежных морских акваториях в Санкт-Петербурге. Наблюдаемые объекты были обнаружены одновременно при использовании сигналов подсвета от нескольких передатчиков GPS на дальностях более 1300 м. Среднее значение отношения сигнал/шум в опорном канале при этом составило 2 – 2,7 раза.
8. Предложена концепция построения мультистатической ПА РЛС мониторинга для повышения точности определения параметров движения объектов интереса. В дальнейшем развитии данная система может дополнять средства управления движением судов для обеспечения безопасности ежедневной морской деятельности и охраны важных объектов. Общий вывод. Полученные в диссертационной работе результаты обосновывают возможность создания полуактивной системы мониторинга судоходства в речных и прибрежных морских акваториях, использующей передатчики космического базирования, которые формируют сигналы подсвета при любых погодных условиях. Предполагается, что такая система будет эффективной, имея низкую стоимость эксплуатации и приемлемую эффективность использования. Обоснована целесообразность построения ПА РЛС как мультистатической системы мониторинга, использующей большое количество независимых передатчики сигналов подсвета.
Актуальность темы диссертации
Известно, что моря и океаны покрывают более 70% Земной поверхности.
Море является важнейшей составляющей экосистемы Земли, источником
биоразнообразия, продовольствия и жизни [1]. Международная морская
организация (International Maritime Organization – IMO) отмечает, что в
последнее время увеличивается количество крупных судов, осуществляющих
морские грузовые и пассажирские перевозки, а также туристических и
рыболовных судов со средним и малым водоизмещением [2]. Они осуществляют
активное движение в речных и прибрежных морских акваториях. Зачастую
столкновения судов приводят к человеческим жертвам, повреждениям судов и
их дорогостоящему ремонту, а также наносят непоправимый вред окружающей
среде из-за возможного разлива нефтепродуктов. Также IMO проводит работу по
созданию правовых и технических норм, обеспечивающих повышение
экологической чистоты и безопасности судоходства, для чего необходимо
осуществлять техническое обеспечения безопасности передвижения особенно в
прибрежной зоне.
Особую угрозу представляет использование судов в противоправных
действиях: контрабандных перевозках, диверсиях. Следует отметить особую
актуальность этой проблемы для Вьетнама, вдоль побережья которого постоянно
курсируют более 70 тысяч судов различных типов. В этой связи задача
мониторинга прибрежных акваторий является актуальной. Современное судно
обычно оснащено автоматической идентификационной системой (АИС) [3], но
по ряду причин данная система не используется для учета движения судов.
Поэтому мониторинг районов интенсивного судоходства с использованием
радиолокационной станции является перспективным направлением.
В настоящее время существуют различные средства мониторинга
прибрежных морских акваторий, как береговая радиолокационная система,
морская радиолокационная система, автоматическая идентификационная
система, спутниковая система мониторинга морской поверхности [77, 82]. Такие
системы обычно используются для организации и проведения постоянного
мониторинга за морской поверхностью. Использование активного метода
мониторинга не выгодно с точки зрения ресурсов системы: требуется большая
загрузка спектра и высокие экономические затраты. Поэтому, дополнительно к
активным системам рассматриваются полуактивные системы.
С середины 90-х гг. ХХ-го века стало активно развиваться направление
полуактивной радиолокации [4, 5, 6, 7, 8, 9], которым активно занимаются как
российские, так и иностранные учёные: Е. А. Малышкин, А. Е. Охрименко, В. М.
Кутузов, В. И. Веремьев, K. Kulpa, M. Malanovski, N.J. Willis, H. Griffiths, M.
Cherniakov, M. Antoniou, F. Conlone и др. Были созданы и исследованы
действующие системы и экспериментальные макеты в полуактивной
радиолокации во многих странах мира (США, Великобритания, Франция,
Германия, Польша, Чехия, Беларусь). Примерами таких радиосистем, являются:
85B6-A Вега (НПП Спец-Радио, Россия), Silent Sentry (Lockheed Martin, США),
Celldar (BAE Systems и Roke Manor Research, Великобритания), Homeland Alerter
100 (Thales Air Systems, Франция), Сassidian (Германия), Vera NG (ERA, Чехия),
DWL002 CETC International (Китай) [10]. Таким образом, использование
радиолокационных систем на основе сторонних источников сигналов подсвета
для наблюдения за береговой линией и судами на морской поверхности
представляет значительный интерес. Такая система называется полуактивной
радиолокационной системой (ПА РЛС), она может непрерывно работать в любое
время суток при любых погодных условиях. Использование сторонних
источников сигналов подсвета в системе радиолокационного мониторинга
позволяет снизить стоимость изготовления и эксплуатации, уменьшить
массогабаритные параметры системы, при этом не влияя на экологическую
обстановку в районе, где размещается станция, а также уменьшить степень
загрузки спектра и обеспечить электромагнитную совместимость. Существуют
различные источники сигналов подсвета, применимые для радиолокационных
сигналов. Основными наземными источниками [83] являются радиопередатчики
частотно-модулированных сигналов (FM) [11, 12, 13], цифровое аудиовещание
(DAB) [14], наземное цифровое телевещание (DVB-T(2)) [15, 16, 17, 18, 19], и
даже цифровая мобильная сотовая связь (GSM) [20, 21], представляющие
конкурентоспособные решения для мониторинга акваторий. В СПбГЭТУ
«ЛЭТИ» (Россия) разработан макет ПА РЛС на основе сигналов подсвета DVB-
T2 [22]. Однако их существенным недостатком является невозможность
обеспечения охвата районов открытого моря. Для решения этой проблемы
В процессе проведенных исследований получены следующие основные
результаты:
1. Проведён анализ существующих современных средств мониторинга
морской поверхности, предложено использование ПА РЛС для мониторинга
речных и прибрежных морских акваторий.
2. Осуществлено сравнение различных возможных передатчиков
источников сигналов подсвета спутникового базирования (спутниковых
системы связи, спутниковой системы телевидения, ГНСС) при построении
бистатической ПА РЛС мониторинга с их использованием.
3. Проведено исследование по возможности обнаружения надводных
объектов интереса в бистатической ПА РЛС с использованием сигналов подсвета
от источников космического базирования. Показано, что использование сигнала
подсвета от ГНСС GPS L1 позволяет обеспечить большую дальность
обнаружения надводных объектов по сравнению с другими ГНСС. С ВПО D1 =
0,6 и ВЛТ F= 0,001 дальность обнаружения составляет 4107 м при ЭПР объекта
наблюдения равной 100 м2, и более 9000 м у объектов, имеющих ЭПР 500 м2.
4. Разработан алгоритм обработки спутниковых сигналов ГНСС GPS L1
С/А-кода в бистатической ПА РЛС, который не требует подавления прямого
сигнала как в обычной ПА РЛС, но требуется определение номера спутника.
5. Разработана программа в среде MATLAB для подключения и записи
сигналов с использованием программно-определяемой радиосистемы на базе
USRP серии B210. Проведено исследование ПА РЛС со спутниковым сигналом
GPS С/А-кода в лаборатории с помощью имитатора ГНСС GSG-5 series и
основных радиолокационных инженерных инструментов. При записи
спутниковых сигналов системы GPS c имитатора ГНСС GSG-5 series значение
отношения сигнал/шум составляло от 7 до 10 раз.
6. Создан экспериментальный макет приемной станции ПА РЛС
мониторинга на основе антенн спутниковых сигналов АА2-ККС и
ШВЕА.464659.004.
7. Проведены натурные исследования экспериментального макета ПС ПА
РЛС с использованием сигнала подсвета ГНСС GPS C/A-кода для мониторинга
судоходства в прибрежных морских акваториях в Санкт-Петербурге.
Наблюдаемые объекты были обнаружены одновременно при использовании
сигналов подсвета от нескольких передатчиков GPS с дальностей более 1300 м.
Среднее значение отношения сигнал/шум в опорном канале при этом составило
2 – 2,7 раза.
8. Предложена концепция построения мультистатической ПА РЛС
мониторинга для повышения точности определения параметров движения
объектов интереса. В дальнейшем развитии данная система может дополнять
средства управления движением судов для обеспечения безопасности
ежедневной морской деятельности и охраны важных объектов.
Полученные в диссертационной работе результаты свидетельствуют о
целесообразности создания и использования полуактивной системы
мониторинга судоходства в речных и прибрежных морских акваториях,
использующей передатчики космического базирования, которые формируют
сигналы подсвета при любых погодных условиях. Обоснована целесообразность
построения ПА РЛС как мультистатической системы мониторинга,
использующей большое количество независимых передатчиков сигналов
подсвета.
Существенным преимуществом этой системы является низкая стоимость ее
эксплуатации при приемлемых показателях качества.
1.Роль Международной морской организации в предотвращении загрязнения
Мировогоокеана,вызванногосудамиисудоходством.URL:
https://www.un.org/ru/chronicle/article/21833 (дата обращения: 20.01.2020).
2.Морской транспорт. URL: https://geographyofrussia.com/morskoj-transport-2/
(дата обращения: 10.01.2019).
3.I. Harre. AIS Adding New Quality to VTS Systems // The Journal of Navigation,
2000. Vol. 53. P. 527-539.
4.N. J. Willis. Bistatic Radar. 2nd ed. Raleigh. SciTech Publishing, 2005.
5.Bistatic Radar: Principles and Practice. Ed. by M. Cherniakov. Chichester: John
Willey & Sons, 2007.
6.Bistatic Radar: Emerging Technology. Ed. by M. Cherniakov. Chichester: John
Willey & Sons, 2008.
7.П. Г. Семашко, Н. Г. Пархоменко, А. Е. Охрименко. Перспективы
полуактивной радиолокации в связи с развитием служб цифрового
радиовещания // Зарубежная радиоэлектроника. Успехи современной
родиоэлектроники. 2010. № 7. С. 38-46.
8.H. D. Griffiths, C. J. Baker. Passive Coherent Location Radar Systems. Part 1: performance
prediction // IEE Proc. Radar Sonar and Navigation, 2005. Vol. 152. N 3. P. 153-159.
9.А. В. Бархатов, В. И. Веремьев, Д. А. Ковалев, А. А. Коновалов, В.Н.
Михайлов. Радиолокация по сигналам сторонних источников. Часть 1:
современное состояние. // Инновации № 9 (179), 2013, С. 8-13.
10. Бархатов А. В., Веремьев В. И., Воробьев Е. Н., Коновалов А. А., Михайлов В.Н. и др.
Пассивная когерентная радиолокация. – СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2016. 164 с.
11. J. L. Sendall, F. D. V. Maasdorp. Detection State Refinement in FM Multistatic
Passive Radar // IEEE Radar Conference, 2017. P.717-721.
12. P. E. Howland, D. Maksimiuk, G. Reitsma. FM radio based bistatic radar // IEE
Proceedings on Radar Sonar and Navigation. 2005. No 3. P. 107–115.
13. D. W. O’hagan, C. J. Baker. Passive bistatic radar (PBR) using FM radio illuminators of
opportunity // New Trends for Environmental Monitoring using Passive Systems, 2008. P. 1-6.
14. C. J. Coleman, R. A. Watson, H. Yardley. A practical bistatic passive radar system for
use with DAB and DRM illuminators // IEEE Radar Conference, 2008. P. 1514-1519.
15. J. E. Palmer, H. A. Harms, S. J. Searle, L. M. Davis. DVB-T passive radar signal
processing // IEEE Transactions Signal Processing, 2013. Vol. 61. Issue 8. P. 2116-2126.
16. Y. Yin, S. Zhang, F. Wu, Z. Zong, W. Zhang. Passive radar detection with DVB-
T signals // CIE International Conference on Radar, 2016. P. 1-5.
17. M. Conti, F. Berizzi, M. Martorella, E. Dalle Mese, D. Petri, A. Capria. High
range resolution multichannel DVB-T passive radar // IEEE Aerospace and
Electronic Systems Magazine, 2012. Vol. 27. Issue 10. P. 37-42.
18. A. Barkhatov, E. Vorobev and A. Konovalov. Experimental results of DVB-T2
passive coherent location radar // IEEE Conference of Russian Young
Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus), 2017. St.
Petersburg and Moscow, Russia, 2017, P. 1229-1232.
19. A. Barkhatov, E. Vorobev, V. Veremyev, and V. Kutuzov. Toward 3D passive
radar exploiting DVB-T2 transmitters of opportunity // International Journal of
Microwave and Wireless Technologies, 2019. Vol. 11. Issue 7. P. 577-583.
20. H. Sun, D. K. P. Tan, and Y. Lu. Aircraft target measurements using a GSM-
based passive radar // In Proc. IEEE Radar Conference, 2008. P. 1-6.
21. R. Zemmari, M. Daun, M. Feldmann, U. Nickel. Maritime surveillance with GSM
passive radar: detection and tracking of small agile targets // 14th International
Radar Symposium, 2013. Vol. 1. P. 1-7.
22. E. Vorobev, A. Barkhatov, V. Veremyev and V. Kutuzov. DVB-T2 passive radar
developed at Saint Petersburg Electrotechnical University // 22nd International
Microwave and Radar Conference (MIKON), 2018. P. 204-207.
23. M. Golabi, A. Sheikhi, M. Biguesh. A new approach for sea target detection in satellite
based passive radar // 21st Iranian Conference on Electrical Engineering, 2013. P. 1-5.
24. A.G. Stove, M. S. Gashinova, S. Hristov, M. Cherniakov. Passive maritime
surveillance using satellite communication signals // IEEE Transactions on
Aerospace and Electronic Systems, 2017. Vol. 53. Issue 6. P. 2987-2997.
25. S. Hristov, X. Lyu, L. Daniel, A. De Luca, A. Stove, M. Cherniakov, M.
Gashinova. Ship detection using Inmarsat BGAN signals // International
Conference on Radar Systems, 2017. P. 1-4.
26. M. Ummenhofer, L. C. Lavau, D. Cristallini, D. O’Hagan. UAV Micro-Doppler
Signature Analysis Using DVB-S Based Passive Radar// IEEE International
Radar Conference, 2020. P. 1007-1012.
27. P. Marques, A. Ferreira, F. Fortes, P. Sampaio, H. Rebelo, L. Reis. A pedagogical
passive RADAR using DVB-S signals // 3rd International Asia-Pacific Conference
on Synthetic Aperture Radar, Seoul, 2011. P. 1-4.
28. D. Cristallini, M. Caruso, P. Falcone, D. Langellotti, C. Bongioanni, F. Colone,
S. Scafè, P. Lombardo. Space-based passive radar enabled by the new generation
of geostationary broadcast satellites // IEEE Aerospace Conference, 2010. P. 1-11.
29. S. Brisken, M. Moscadelli, V. Seidel, C. Schwark. Passive radar imaging using
DVB-S2 // IEEE Radar Conference, 2017. P. 1-5.
30. I. Pisciottano, D. Pastina, D. Cristallini. DVB-S based passive radar imaging of
ship targets // 20th International radar symposium, 2019. P. 1-7.
31. H. Ma, D. Tzagkas, M. Antoniou, M. Cherniakov. Maritime moving target
indication and localization with GNSS-based multistatic radar: Experimental
proof of concept // 18th International radar symposium, 2017. P. 1-10.
32. X. Fan, F. Liu, T. Zhang, T. Lu, C. Hu, W. Tian. Passive SAR with GNSS
transmitters: Latest results and research progress // IEEE International Geoscience
and Remote Sensing Symposium, 2017. P. 1043-1046.
33. H. Ma, M. Antoniou, D. Pastina, F. Santi, F. Pieralice, M. Bucciarelli, M. Cherniakov.
Maritime moving target indication using passive GNSS-based bistatic radar // IEEE
Transactions Aerospace and Electronic Systems, 2018. Vol. 54. Issue 1. P. 115-130.
34. D. Pastina, F. Santi, F. Pieralice, M. Bucciarelli, H. Ma, D. Tzagkas, M. Antoniou,
M. Cherniakov. Maritime moving target long time integration for GNSS-based
passive bistatic radar // IEEE Transactions Aerospace and Electronic Systems,
2018. Vol. 54. Issue 6. P. 3060-3083.
35. M. Antoniou, M. Cherniakov. GNSS-based passive radar. Edit by R. Klemm, U.
Nickel, C. Gierull, P. Lombardo, W. Koch. Novel radar techniques and
applications, (Chapter 16). P. 719-766.
36. Ресурсы Мирного океана. URL: https://geographyofrussia.com/resursy-mirovogo-
okeana/ (дата обращения: 10.01.2019).
37. Хиеу Д., Чыонг Н. Метод обработки данных в комплексе прибрежных РЛС
средней дальности. Известия высших учебных заведений России.
Радиоэлектроника. 2018. № 3. С. 35-41.
38. Дуров А. А., Кан В. С., Ничипоренко Н. Т., Устинов Ю. М. Судовая радиолокация.
Судовые радиолокационные системы и САРП. Учебник для вузов. Изд. 2-е,
переработанное и исправленное. – П.-Камчатский, КамчатГТУ, 2005. 280 с.
39. B. Lin, C. H. Huang. Comparison Between ARPA Radar and AIS Characteristics
for Vessel Traffic Services // Journal of Marine Science and Technology, 2006.
Vol. 14. Issue 3. P. 182-189.
40. Маринич А. Н. Современные судовые и береговые радиолокационные
станции (радары) отечественных и зарубежных фирм: монография / А. Н.
Маринич, А. В. Припотнюк, Ю. М. Устинов, В. С. Кан, А. В. Безумов, О. Л.
Сокач. – Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2012. 166 с.
41. Береговые радиолокационные стации серии «БАЛТИКА» и «НЕВА». URL:
https://www.mcs.ru/wp-content/uploads/2019/10/Katalog-MKS-Grupp.pdf (дата
обращения: 20.01.2019).
42. Мыс-М1Э.URL:http://roe.ru/catalog/voenno-morskoy-flot/statsionarnye-
radioelektronnye-sistemy/mys-m1e/ (дата обращения: 20.01.2019).
43. Coast Watcher100. URL:http://www.radartutorial.eu/19.kartei/07.naval/
karte025.en.html (дата обращения: 20.01.2019).
44. Подсолнух-Э. URL: http://roe.ru/pdfs/pdf_1038.pdf (дата обращения: 20.01.2019).
45. WERA. URL: http://wera.cen.uni-hamburg.de/WERA_Guide/WERA_Guide.
shtml (дата обращения: 20.01.2019).
46. Малинников В. А., Стеценко А. Ф., Алтынов А. Е., Попов С. М. Мониторинг
природной среды аэрокосмическими средствами. Учебное пособие для
студентов вузов. – М.: Изд. МИИГАиК. 2008. 145 с.
47. В. Г. Бондур. Комплексный космический мониторинг прибрежных акваторий
// 31st International Symposium on Remote Sensing of Environment, 2005. C. 1-7.
48. Г. В. Анцев, В. В. Гуляков, М. И. Калинов, В. А. Родионов. Опыт и
перспективыпримененияотечественныхкосмическихсистем
радиолокационного и радиоэлектронного мониторинга морской поверхности
// Морские информационно-управляющие системы. 2018. № 13. C. 8-17.
49. Спутниковые системы связи. URL: https://altegrosky.ru/info/sputnikovye-
sistemy-svyazi.php (дата обращения: 15.10.2020).
50. Inmarsat. URL: https://www.marsat.ru/technologies (дата обращения: 15.10.2020).
51. X. Lyu, A. Stove, M. Gashinova, M. Cherniakov. Ambiguity function of Inmarsat BGAN
signal for radar application // Electronics letters, 2016. Vol. 52. Issue 18. P. 1557-1559.
52. Iridium. URL: https://altegrosky.ru/mobilnyi-vsat (дата обращения: 15.10.2020).
53. X. Lyu, A. Stove, M. Gashinova, M. Cherniakov. Ambiguity function of Iridium
signal for radar application // Electronics letters, 2016. Vol. 52. Issue 19. P. 1631-1633.
54. Digital Video Broadcasting (DVB); Second generation framing structure, channel
coding and modulation systems for Broadcasting, Interactive Services, News
Gathering and other broadband satellite applications (DVB-S2). URL:
https://www.etsi.org/deliver/etsi_en/302300_302399/302307/01.02.01_40/en_30
2307v010201o.pdf (дата обращения: 20.05.2021).
55. Z. Sun, T. Wang, T. Jiang, C. Chen, W. Chen. Analysis of the properties of DVB-
S signal for passive radar application // International Conference on Wireless
Communications and Signal Processing, 2013. P. 1-5.
56. Implementation guidelines for the second generation system for Broadcasting,
Interactive Services, News Gathering and other broadband satellite applications;
Part2:S2Extensions(DVB-S2X).URL:https://dvb.org/wp-
content/uploads/2020/02/A171-2_DVB-S2X_Implementation-Guidelines_Draft-
TR-102-376-2_v121_Apr-2020.pdf (дата обращения: 20.05.2021).
57. Использование спутниковых радионавигационных систем в геодезии [Текст]. В
2 т. Т. 1. Монография / Антонович К. М; ГОУ ВПО «Сибирская государственная
геодезическая академия». – М.: ФГУП «Картгеоцентр», 2005. 334 с.
58. J. H. Christopher. The global positioning system (GPS). In P. J. G. Teunissen, O.
Montenbruck (Eds.). Springer Handbook of Global Navigation Satellite Systems.
(chapter 7), 2017. P. 196-218.
59. GPS Interface Specification IS-GPS-200, Revision M – May 2021. URL:
https://www.gps.gov/technical/icwg/IS-GPS-200M.pdf (дата обращения 11.01.2022).
60. Kaplan, Elliott D. Understanding GPS: principles and applications / 2nd ed.
London: Artech House, 2006. 723 pp.
61. Навигационный радиосигнал в диапазонах L1, L2. Глобальная навигационная
спутниковаясистемаГЛОНАСС.URL:https://russianspacesystems.ru/wp-
content/uploads/2016/08/ICD_GLONASS_rus_v5.1.pdf (дата обращения: 11.01.2022).
62. European GNSS (Galileo) open service. Signal-in-space interface control document. OS
SIS ICD, Issue 1.3. December 2016. URL: https://www.gsc-europa.eu/sites/default/files
/sites/all/files/Galileo-OS-SIS-ICD.pdf (дата обращения: 11.01.2022).
63. K. Borre, D. M. Akos, N. Bertelsen, P. Rinder, S. H. Jensen. A software-defined GPS
and Galileo Receiver. A single-frequency approach. Springer book, 2007. 185 pp.
64. GSG-5/6 Series GNSS Simulator User Manual. URL: https://www.orolia.com/wp-
content/uploads/2021/07/GSG_UserManual_PN4031-600-54001Rev27-1.pdf
(дата обращения: 01.02.2021).
65. USRP B200, B210. USRP Hardware Driver and USRP Manual. URL:
https://files.ettus.com/manual/page_usrp_b200.html (дата обращения: 01.02.2021).
66. С. Н. Бойко, А. В. Исаев, С. В. Косякин, Ю. С. Яскин. Навигационные
антенныемодулиаппаратурыГНСС.Ракетно-космическое
приборостроение и информационные системы. Том 3. Выпуск 3. 2016. С. 4-11.
67. БлокантенныйGPS/ГЛОНАССРИРВШВЕА.464659.004.URL:
https://www.komset.ru/produkty/server-tochnogo-vremeni/server-tochnogo-vremeni
-ssv-1g/spetsifikatsiya-postavki/elementy-antenno-fidernogo-trakta/blok-antennyj-
gps-glonass-rirv-shvea-464659-004 (дата обращения: 15.12.2021).
68. Черняк В. С. Многопозиционная радиолокация. – М.: Радио и связь, 1993. 416c.
69. В. И. Веремьев, А. А. Коновалов, В. Н. Михайлов, А. Г. Попов. Принципы
построениямногофункциональныхрадиолокационныхкомплексов
мониторинга ЧС и прогнозирования состояния акваторий северных морей //
ХVI международная научно-техническая конференция «Радиолокация,
навигация, связь», Воронеж, 2010. C. 1744-1751.
70. C. Huang, Z. Li, J. Wu, Y. Huang, H Yang, J. Yang. A long-time integration method
for GNSS-based passive radar detection of marine target with multi-stage motions //
2020 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium. P. 2815-2818.
71. H. Ma, M. Antoniou, A.G. Stove, J. Winkel, M. Cherniakov. Maritime moving target
localization using passive GNSS-based multistatic radar // IEEE Transactions
Geoscience and Remote Sensing, 2018. Vol. 56. Issue 8. P. 4808-4819.
72. F. Santi, F. Pieralice, D. Pastina. Joint detection and localization of vessels at sea
with a GNSS-based multistatic radar // IEEE Transactions Geoscience Remote
Sensing, 2019. Vol. 57. Issue 8. P. 5894-5913.
73. Z. Li, F. Santi, D. Pastina, P. Lombardo. Passive radar array with low-power
satellite illuminators based on fractional Fourier Transform // IEEE sensors
journal, 2017. Vol. 17. Issue 24. P. 8378-8394.
74. M. Malanowski, K. Kulpa. Two Methods for Target Localization in Multistatic
Passive Radar // IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 2012.
Vol. 48. Issue 1. P. 572-580.
75. Е. П. Ворошилин, М. В. Миронов, В. А. Громов. Определение координат
источниковрадиоизлученияразностно-дальномернымметодомс
использованием группировки низкоорбитальных малых космических
аппаратов // Доклады ТУСУР. 2010. №1-2 (21).
76. Вальд А. Последовательный анализ: Пер. с англ. / Севастьянов Б.А., ред. –
М.: Физматлит, 1960. 328 с.
77. Нгуен Ван Куан. Анализ возможности использования спутниковых сигналов
подсвета для пассивной радиолокационной системы // Нгуен Ван Куан,
Маркелова М. А., Веремьев В. И. // Вестник Новгородского государственного
университета. Серия: Технические науки. 2019, №4 (116). C. 86-91.
78. Куан Н. В. Пассивная радиолокационная система мониторинга движения
судов в прибрежных районах с использованием спутниковых сигналов
подсвета. Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника.
2020, том 23(3). C. 41-52.
79. Нгуен В. Мониторинг судоходства в прибрежных морских районах
полуактивной радиолокационной системы с использованием сигналов
подсвета спутникового базирования. Известия высших учебных заведений
России. Радиоэлектроника. 2022, том 25(1). C. 6-16.
80. N. Van Quan. Passive Bistatic Radar Monitoring with GPS Satellites as
Transmitters of Opportunity / N. Van Quan, O. A. Markelov and V. I. Veremyev
// 2021 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and
Electronic Engineering (ElConRus), 2021, P. 1678-1681.
81. Nguyen Van Quan. Multistatic radar system concept based on GPS signal
processing / Nguyen Van Quan, O. A. Markelov and E. N. Vorobev // 2022 IEEE
Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic
Engineering (ElConRus), 2022. (в печати)
82. Нгуен Ван Куан. Современные средства мониторинга прибрежных
акваторий / Сборник докладов 10-ой научно-технической школы-семинар
«Инфокоммуникационные технологии в цифровом мире». – Санкт-
Петербург, 10-11 декабря 2020 г. – С. 54-56.
83. Нгуен Ван Куан. Радиолокационный мониторинг прибрежных акваторий с
использованием спутниковых сигналов подсвета / Нгуен Ван Куан,
Маркелов О. А., Веремьев В. И. // Сборник докладов X юбилейной
международной научно-технической и научно-методической конференции
«Актуальные проблемы инфотелекоммуникаций в науке и образовании». –
СПбГУТ, Санкт-Петербург, 24-25 февраля 2021 г. – С. 64-69.
84. НгуенВанКуан.Концепцияпостроениямногопозиционной
радиолокационной системы мониторинга движения судов с использованием
сигналов спутниковых навигационных систем / Нгуен Ван Куан, Е. Н.
Воробьев // Сборник докладов 76-ой научно-технической конференции
Санкт-Петербургского НТО РЭС им. А.С. Попова, посвященная Дню радио.
– СПбГЭТУ «ЛЭТИ», Санкт-Петербург, 26-30 апреля 2021 г. – С. 38-41.
85. Нгуен Ван Куан. Система мониторинга судоходства с использованием
спутниковых сигналов подсвета / Нгуен Ван Куан, Е. Д. Орандаренко // Сборник
докладов VI международной научно-технической конференции «Актуальные
проблемы радио- и кинотехнологий», посвященная 125-летию со дня рождения
выдающегося русского ученого в области электроники и вакуумной техники С.
А. Векшинского. – СПбГИКиТ, Санкт-Петербург, 16-17 ноября 2021 г. (в печати)
86. Нгуен Ван Куан. Полуактивная радиолокационная система мониторинга с
использованием спутниковых сигналов подсвета / Сборник докладов 11-ой
научно-технической школы-семинар «Инфокоммуникационные технологии
в цифровом мире». – Санкт-Петербург, 8-10 декабря 2021 г. – С. 25-27.
87. Нгуен Ван Куан. Мультистатическая полуактивная радиолокационная система
мониторинга судоходства с использованием спутниковых сигналов подсвета /
Веремьев В. И., Маркелов О. А., Воробьёв Е. Н. // Сборник докладов XI
международной научно-технической и научно-методической конференции
«Актуальные проблемы инфотелекоммуникаций в науке и образовании». –
СПбГУТ, Санкт-Петербург, 15-16 февраля 2022 г. (в печати)
Помогаем с подготовкой сопроводительных документов
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!