RU2696084C1 - Method of estimating radial velocity of an object - Google Patents

Method of estimating radial velocity of an object Download PDF

Info

Publication number
RU2696084C1
RU2696084C1 RU2018133504A RU2018133504A RU2696084C1 RU 2696084 C1 RU2696084 C1 RU 2696084C1 RU 2018133504 A RU2018133504 A RU 2018133504A RU 2018133504 A RU2018133504 A RU 2018133504A RU 2696084 C1 RU2696084 C1 RU 2696084C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
radar
max
axis
objects
interval
Prior art date
Application number
RU2018133504A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Петрович Брызгалов
Олег Александрович Исаев
Эдуард Яковлевич Фальков
Илья Владимирович Ковальчук
Алексей Владимирович Хныкин
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" (ФГУП "ГосНИИАС")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" (ФГУП "ГосНИИАС") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" (ФГУП "ГосНИИАС")
Priority to RU2018133504A priority Critical patent/RU2696084C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2696084C1 publication Critical patent/RU2696084C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/58Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • G01S13/585Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems processing the video signal in order to evaluate or display the velocity value
    • G01S13/587Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems processing the video signal in order to evaluate or display the velocity value using optical means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/58Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • G01S13/589Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems measuring the velocity vector
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S13/90Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging using synthetic aperture techniques, e.g. synthetic aperture radar [SAR] techniques
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S13/90Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging using synthetic aperture techniques, e.g. synthetic aperture radar [SAR] techniques
    • G01S13/9004SAR image acquisition techniques
    • G01S13/9005SAR image acquisition techniques with optical processing of the SAR signals
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/91Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for traffic control
    • G01S13/92Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for traffic control for velocity measurement

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: measurement technology.
SUBSTANCE: invention relates to methods of estimating radial velocity of objects along axis X, perpendicular to trajectory of flight of side-looking radar (SLR) – Y-axis. Assessment is carried out based on radar images (RI) of the area formed in a SLR during probing of ground and water surfaces using synthesized antenna arrays (SAA). Essence of the invention consists in the fact that according to the results of the locating, the radio holograms are formed and stored and the initial RI is formed when processing is matched with the speed of the carrier Vcar. On the RI, objects are detected and their position X0_obi Y0_obi are determined and. Range of measured speeds is specified, the interval of unambiguous estimation of radial speed is determined ΔV and divide the range of measured radial speeds into intervals of unambiguous determination of radial velocity. For each interval, using radio holograms, two fragments of radar images are formed, during synthesis of which two different shifts of values of radial velocity of the carrier along the axis Xcar_x_1 and Vcar_x_2. Beginning of Ybeg_1i and Ybeg_2i and ending Yend_1i and Yend_2i synthesis of each fragment of radar map for i-th object along Y axis is determined, considering shift Y0_obi in the presence of object speed in range from Vr_min up to Vr_max and due to input Vcar_x_1 and Vcar_x_2. Then, for each uniqueness interval, matching of objects of two RIs is established, for each i object it is determined its position Xmax_1i and Ymax_1i at first and Xmax_2i and Ymax_2i on second radar image and find offset ΔXob_12i as the difference of its coordinates along the X axis on two radar images ΔXob_12i=Xmax_1i-Xmax_2i. Evaluating the radial velocity of the objects according to the corresponding formula. There are also determined possible order of operation when expanding the radar map of an object, an expression for determining the single-valued interval and a rule for forming a frequency grid for unambiguous determination of speed.
EFFECT: high accuracy of estimates of the radial velocity of SLR objects, which do not depend on the values of these velocities and on knowledge of the azimuths of the objects themselves.
8 cl, 7 dwg

Description

1 Область техники, к которой относится изобретение1 Field of the invention

Предлагаемое изобретение относится к области радиолокации, в частности, к способам оценки радиальной скорости объектов вдоль оси X перпендикулярной траектории полета носителя радиолокатора бокового обзора (РЛ БО) - оси Y. Оценка осуществляется по радиолокационным изображениям (РЛИ) местности, формируемым в РЛ БО при проведении зондирования земной и водной поверхности с применением синтезированных антенных решеток (САР).The present invention relates to the field of radar, in particular, to methods for assessing the radial velocity of objects along the X axis perpendicular to the flight path of the side-scan radar carrier (RL BO) - the Y-axis. Evaluation is carried out using radar images (RLI) of the terrain formed in the RL BO during sounding of the earth and water surface using synthesized antenna arrays (ATS).

В настоящее время все большее применение находят радиолокаторы с синтезированной апертурой (РСА) и, в частности, радиолокаторы бокового обзора (РЛ БО). Осуществлена достаточно полная разработка теории применения синтезированных антенных решеток (САР) и созданы реальные РСА с высокими характеристиками, которые используются для мониторинга местности, трубопроводов, разведки ледовой обстановки, обнаружения объектов, пожаров, других чрезвычайных ситуаций и пр.At present, synthetic aperture radar (SAR) radars and, in particular, side-view radars (RL BO) are increasingly used. A fairly complete development of the theory of the use of synthesized antenna arrays (ATS) has been carried out and real SARs with high characteristics have been created, which are used to monitor the terrain, pipelines, reconnaissance of ice conditions, detection of objects, fires, other emergency situations, etc.

Однако некоторые задачи РСА остаются трудно реализуемыми, и характеристики РСА не отвечают практическим требованиям. К таким задачам, в частности, относится обнаружение движущихся объектов и оценка их скорости.However, some SAR tasks remain difficult to implement, and SAR characteristics do not meet practical requirements. Such tasks, in particular, include the detection of moving objects and an estimation of their speed.

2 Уровень техники2 prior art

В качестве аналогов предлагаемого способа оценки скорости лоцируемого объекта можно рассматривать способы селекции движущихся целей (СДЦ), их обнаружения и оценивания скорости, рассмотренные в книге Г.С. Кондратенкова и А.Ю. Фролова «Радиовидение», Москва, издательство «Радиотехника», 2005 г. с. 302-330.As analogues of the proposed method for estimating the speed of a located object, one can consider the methods of selection of moving targets (SDC), their detection and speed estimation, discussed in G.S. Kondratenkova and A.Yu. Frolova “Radiovision”, Moscow, Publishing House “Radio Engineering”, 2005 p. 302-330.

В этой книге рассмотрен способ селекции и измерения скорости движущихся целей в системах с остановленным фазовым центром (книга «Радиовидение», Г.С. Кондратенков, А.Ю. Фролов, Москва, издательство «Радиотехника», 2005 г. с. 309-312). Способ основан на использовании трех приемных каналов, антенны которых разнесены вдоль траектории полета носителя. При этом расстояние между фазовыми центрами приемных антенн этих каналов и скорость носителя РСА согласованы таким образом, что за период зондирования фазовые центры сместятся точно на расстояние между двумя антеннами. В этом случае одни антенны займут в пространстве положения других, а расстояние от них до цели не изменится. Поэтому, применив, например, вычитание принятых сигналов этих каналов, добиваются компенсации сигналов от неподвижных объектов. Оценка скорости объекта зависит от наличия остатков сигналов от неподвижных целей, шумов и разрешения по частоте.This book describes a method for selecting and measuring the speed of moving targets in systems with a stopped phase center (the book "Radio-vision", G. Kondratenkov, A.Yu. Frolov, Moscow, the publishing house "Radio Engineering", 2005, pp. 309-312 ) The method is based on the use of three receiving channels, the antennas of which are spaced along the flight path of the carrier. In this case, the distance between the phase centers of the receiving antennas of these channels and the speed of the SAR carrier are coordinated in such a way that during the sensing period the phase centers will shift exactly by the distance between the two antennas. In this case, some antennas will occupy the positions of others in space, and the distance from them to the target will not change. Therefore, applying, for example, subtracting the received signals of these channels, they achieve compensation of signals from stationary objects. Assessing the speed of an object depends on the presence of signal residues from stationary targets, noise, and frequency resolution.

Из основных недостатков указанного способа можно отметить наличие «слепых скоростей», подавление сигналов от объектов с малой радиальной скоростью, неоднозначность измерения «азимут - радиальная скорость» и пр. Для устранения неоднозначности необходимо введение дополнительного канала.Of the main disadvantages of this method, it is possible to note the presence of "blind speeds", suppression of signals from objects with a low radial speed, the ambiguity of the measurement "azimuth - radial velocity", etc. To eliminate the ambiguity, an additional channel is necessary.

Другим аналогом может служить способ СДЦ и измерения скорости в РСА с моноимпульсной антенной, рассмотренный в той же книге «Радиовидение» (с. 312-318). Основан способ на вводе второго канала и формировании равносигнального направления (РСН). При этом сигналы от неподвижных объектов, находящиеся на РСН, компенсируются, а от движущихся объектов, даже при совпадении доплеровских частот у неподвижных и движущихся объектов, не компенсируются, так как при этом сигналы от движущихся объектов имеют углы прихода по азимуту, отличные от РСН. Имея достаточно высокую эффективность подавления сигналов фона, способ не работает при малых радиальных скоростях объектов и при наличии только двух каналов (суммарного и разностного) не позволяет однозначно измерить радиальную скорость и азимут движущейся цели (там же, с. 318).Another analogue can be the method of SDC and speed measurement in SAR with a monopulse antenna, considered in the same book "Radio Vision" (p. 312-318). The method is based on the input of the second channel and the formation of an equal signal direction (RSN). In this case, signals from stationary objects located on the RSN are compensated, and from moving objects, even when the Doppler frequencies of the stationary and moving objects coincide, they are not compensated, since the signals from moving objects have angles of arrival in azimuth other than the RSN. Having a sufficiently high efficiency of suppressing background signals, the method does not work at low radial velocities of objects and in the presence of only two channels (total and difference) it is not possible to unambiguously measure the radial speed and azimuth of a moving target (ibid., P. 318).

За прототип принят способ селекции движущихся целей и оценки их радиальной скорости путем доплеровской фильтрации сигналов, рассмотренный в той же книге «Радиовидение» (с. 304-309). Для этого с помощью РЛ БО с синтезированной апертурой лоцируют полосу местности вдоль ось Y, формируют и запоминают комплексные огибающие входных сигналов (радиоголограммы), формируют исходное радиолокационное изображение (РЛИ), используя обработку траекторного сигнала (там же, с. 137), согласованную со скоростью носителя Vнос_у и с неподвижными местностью и объектами на ней. Для выделения движущихся объектов используют различие допплеровских частот движущихся и неподвижных объектов. Сигналы неподвижных объектов отфильтровывают, а сигналы от движущихся объектов селектируют (выделяют) в системе обработки траекторных сигналов (там же, с. 306). При упрощенной согласованной обработке это осуществляют за счет частотной фильтрации. Движущаяся цель обнаруживается по превышению порога в доплеровском фильтре, настроенном на частоту сигнала цели. При этом обеспечивается оценка доплеровской частоты fдц. Для определения радиальной скорости цели Vцr необходимо дополнительно измерить (любым способом) направление прихода сигнала (азимут цели) βц относительно направления оси диаграммы направленности антенны РСА θн. Угол θн отсчитывается относительно направления вектора скорости носителя РСА V и считается известным. Имея оценки азимута и доплеровской частоты, можно определить радиальную скорость цели (там же, стр. 308)The prototype is a method for selecting moving targets and estimating their radial speed by Doppler filtering of signals, considered in the same book, "Radio Vision" (p. 304-309). To do this, using the radar detector BO with a synthesized aperture, they locate the terrain along the Y axis, form and store complex envelopes of the input signals (radio holograms), and form the initial radar image (RIR) using the processing of the path signal (ibid., P. 137), coordinated with carrier speed V nose_y and with motionless terrain and objects on it. To distinguish moving objects using the difference of the Doppler frequencies of moving and stationary objects. The signals of stationary objects are filtered out, and the signals from moving objects are selected (extracted) in the system for processing trajectory signals (ibid., P. 306). With simplified, consistent processing, this is done through frequency filtering. A moving target is detected when the threshold is exceeded in a Doppler filter tuned to the frequency of the target signal. This provides an estimate of the Doppler frequency f dts . To determine the radial velocity of the target Vcr, it is necessary to additionally measure (in any way) the direction of arrival of the signal (azimuth of the target) βc relative to the direction of the axis of the radiation pattern of the SAR antenna θ n . The angle θ n is measured relative to the direction of the velocity vector of the SAR carrier V and is considered known. Having estimates of the azimuth and Doppler frequency, it is possible to determine the radial velocity of the target (ibid., P. 308)

Figure 00000001
Figure 00000001

где λ - длина волны РСА. В частном случае для РЛ БО θн=90 град.where λ is the wavelength of the SAR. In the particular case for the radar radiation protection θ n = 90 deg.

Из недостатков прототипа, кроме необходимости измерения азимута цели для однозначной оценки ее радиальной скорости, следует отметить также зависимость ошибки определения скорости от ошибок определения азимута, возможность перепутывания при определении движущихся и неподвижных целей, в частности при значительном превышении сигналом от неподвижного объекта сигнала фона, неэффективность способа при малых скоростях целей и т.д.Among the disadvantages of the prototype, in addition to the need to measure the azimuth of the target for an unambiguous assessment of its radial velocity, it should also be noted the dependence of the error in determining the velocity on the errors in determining the azimuth, the possibility of confusion when determining moving and stationary targets, in particular, when the signal from the stationary object significantly exceeds the background signal, method at low target speeds, etc.

Технический результат при применении предлагаемого способа заключается в обеспечении получения оценок радиальной скорости лоцируемых РЛ БО объектов, не зависящих от значений этих скоростей и от знания азимутов самих объектов и, как следствие, не требующий формирования дополнительных антенных каналов.The technical result in the application of the proposed method is to provide estimates of the radial velocity of the radar radar objects located, independent of the values of these speeds and the knowledge of the azimuths of the objects themselves and, as a result, not requiring the formation of additional antenna channels.

3 Раскрытие изобретения3 Disclosure of invention

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что используют известный способ оценки радиальной скорости движущегося объекта Vоб_х направленной вдоль оси X перпендикулярной оси Y, совпадающей с траекторией полета носителя радиолокатора бокового обзора (РЛ БО) с синтезированной апертурой, при котором с помощью РЛ БО лоцируют полосу местности вдоль оси Y, формируют и запоминают радиоголограммы, формируют исходное радиолокационное изображение (РЛИ) при согласовании обработки со скоростью носителя Vнос_у и с неподвижными местностью и объектами на ней, обнаруживают на нем объекты и измеряют их радиальную скорость, отличающийся тем, что для всех i-ых обнаруженных объектов, для которых требуются оценки их радиальной скорости,The essence of the invention lies in the fact that they use the known method of estimating the radial speed of a moving object V ob_x directed along the X axis perpendicular to the Y axis, which coincides with the flight path of the side-scan radar carrier (RL BO) with a synthesized aperture, in which the band is located using the RL BO area along the Y axis is formed and stored Radioholograms form the original radar image (RLI) in agreement with the processing speed V nos_u carrier and fixed on the terrain and ektami thereon detected thereon objects and their measured radial velocity, characterized in that for all i-th detected objects that require evaluation of their radial velocity,

- определяют их положение Х0_обi и Y0_обi на исходном РЛИ,- determine their position X 0_obi and Y 0 _ obi on the original radar,

- задают минимальную Vr_min и максимальную Vr_max радиальные скорости объектов, определяющие диапазон ее измерения,- set the minimum V r_min and maximum V r _ max the radial velocities of the objects, determining the range of its measurement,

- определяют интервал однозначной оценки радиальной скорости ΔV,- determine the interval of unambiguous estimates of the radial velocity ΔV,

- разбивают диапазон измеряемых радиальных скоростей на интервалы однозначного определения радиальной скорости- divide the range of measured radial velocities into intervals of unambiguous determination of the radial velocity

и для каждого интервала, используя радиоголограммы, формируют два фрагмента РЛИ, при синтезировании которых вводят два разных смещения значений радиальной скорости носителя по оси X Vнос_х_1 и Vнос_х_2 на величину, лежащую в пределах интервала однозначности ΔV,and for each interval, using radio holograms, two radar fragments are formed, during the synthesis of which two different displacements of the radial velocity of the carrier along the axis XV nose_x_1 and V nose_x_2 are introduced by an amount lying within the unambiguity interval ΔV,

при этом начало Yнач_1i и Yнач_2i и окончание Yкон_1i и Yкон_2i синтезирования каждого фрагмента РЛИ для i-го объекта по оси Y определяют, учитывая смещение Y0_обi при наличии скорости объекта в диапазоне от Vr_min до Vr_max и из-за ввода Vнос_х_1 и Vнос_х_2,wherein Y nach_1i beginning and ending Y nach_2i and Y and Y kon_1i kon_2i synthesizing radar image for each piece of i-th object determined on the Y axis, given 0_obi displacement Y in the presence of an object velocity in the range of V r_min to V r _ max and iz for input V nose_x_1 and V nose_x_2 ,

для каждого интервала однозначности устанавливают соответствие объектов двух РЛИ между собой, для каждого i-го объекта определяют его положение Xmax_1i и Ymax_1i на первом и Xmax_2i и Ymax_2i на втором РЛИ и находят смещение ΔXoб_12i как разность его координат по оси X на двух РЛИfor each interval of uniqueness, the correspondence of the objects of two radar images is established, for each i-th object its position X max_1i and Y max_1i on the first and X max _ 2i and Y max _ 2i on the second radar are determined and the offset ΔX ob_12i is found as the difference of its coordinates X-axis on two radar

ΔXоб_12i=Xmax_1i-Xmax_2i ΔX rev_12i = X max_1i -X max_2i

и далее оценивают их радиальную скорость по формуле:and then evaluate their radial velocity according to the formula:

Figure 00000002
Figure 00000002

где Dсинт - интервал синтезирования РЛИ.where D synt is the interval for synthesizing radar images.

При этом начало формирования каждого фрагмента РЛИ для i-го объекта Yнач_1i и Yнач_2i по оси Y выбирают смещенным относительно Y0_обi, так чтоAt the same time, the beginning of the formation of each radar fragment for the ith object Y start_1i and Y start_2i along the Y axis is selected offset from Y 0_obi , so

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

где λ - длина волны излучаемого сигнала РЛ БО, k - константа,where λ is the wavelength of the emitted radar signal BO, k is a constant,

а окончание формирования каждого фрагмента РЛИ для i-го объекта Yкон_1i и Yкон_2i определяют смещенным по оси Y относительно Y0_обi, так чтоand forming the end of each fragment for RLI i-th object kon_1i Y and Y con _ 2i determined by a displaced relative to the axis Y Y 0_obi so that

Figure 00000005
Figure 00000005

При этом, исходя из требуемой полноты отображения РЛИ лоцируемого объекта на формируемом фрагменте РЛИ, k выбирают более 0.5.In this case, based on the required completeness of the radar image of the located object on the generated radar fragment, k choose more than 0.5.

Для каждого интервала однозначности соответствие РЛИ объектов на двух фрагментах РЛИ одному объекту предпочтительней устанавливать путем проверки их совмещения по оси Y при смещении первого РЛИ относительно второго по оси Y на величину ΔYi, определяемую выражением

Figure 00000006
For each interval of unambiguity, the correspondence of the radar image of objects on two fragments of the radar image to one object is preferable to establish by checking their alignment along the Y axis when the first radar image is shifted relative to the second along the Y axis by ΔY i , determined by the expression
Figure 00000006

При определении ΔХоб_12i для каждого i-го объекта определяют его положение Xmax_1i на первом и Xmax_2i на втором РЛИ фрагмента как максимум сечения РЛИ объекта по оси X, соответствующего центру этого РЛИ объекта по оси Y.When determining ΔX ob_12i for each i-th object, its position X max_1i on the first and X max_2i on the second X- ray fragment is determined as the maximum cross-section of the X- ray object on the X axis, corresponding to the center of this X- ray object on the Y axis.

Для поддержания точности оценки радиальной скорости независимо от ее значения интервал однозначного определения скорости определяют, исходя из выраженияTo maintain the accuracy of the estimation of radial velocity, regardless of its value, the interval of unambiguous determination of speed is determined based on the expression

Figure 00000007
Figure 00000007

где Rmax - удаление дальней границы синтезированного РЛИ от траектории полета носителя.where R max is the removal of the far boundary of the synthesized radar image from the path of the carrier.

При этом, исходя из практической реализации способа, целесообразно, когда смещения скорости носителя при формировании двух РЛИ для каждого интервала соответствуют граничным значениям скоростей этого интервала и для смежных интервалов эти РЛИ являются общими, а исходное РЛИ используют как одно из граничных РЛИ.In this case, based on the practical implementation of the method, it is advisable when the carrier velocity displacements during the formation of two radar images for each interval correspond to the boundary values of the velocities of this interval and for adjacent intervals these radars are common, and the initial radar is used as one of the boundary radar images.

Также, исходя из упрощения практической реализации способа, начало и окончание формирования РЛИ для всех объектов одного интервала выбирают едиными, при том, что начало равно минимальному из Yнач_1i и Yнач_2i, а окончание равно максимальному значению из Yкон_1i и Yкон_2i для всех i.Also, based on simplify practical implementation of the method, the beginning and ending of the formation of radar data for all objects of one interval is selected uniform, though the top equal to the minimum of the Y nach _ 1i and Y nach_2i, and the end is the maximum value of Y kon_1i and Y con _ 2i for all i.

Таким образом, предлагаемый способ оценивания радиальной скорости объекта в РЛ БО, основанный на построении двух (или более) РЛИ при введении смещения (ошибки) в значение вектора скорости носителя РЛ БО, не требует введения дополнительных антенн и угловых каналов. Кроме того, точность оценивания скорости определяется точностью оценивания смещения двух изображений объекта на разных РЛИ, а это не зависит от значения самой скорости и определяется разрешающей способностью и шагом вычисления РЛИ. Поэтому инструментальная точность измерения радиальной скорости объекта может быть очень высокой, что подтверждается результатами математического моделирования, приведенными ниже.Thus, the proposed method for estimating the radial velocity of an object in a radar beam detector based on the construction of two (or more) radar images when introducing an offset (error) in the velocity vector of the radar carrier radar detector does not require the introduction of additional antennas and angular channels. In addition, the accuracy of estimating the speed is determined by the accuracy of estimating the displacement of two images of the object on different radar images, and this does not depend on the value of the speed itself and is determined by the resolution and step of calculating the radar image. Therefore, the instrumental accuracy of measuring the radial velocity of an object can be very high, which is confirmed by the results of mathematical modeling below.

4 Перечень чертежей4 List of drawings

Фиг. 1 отображает РЛИ (отклики) первого (справа) и второго (слева) объектов, а Фиг. 2 - третьего (справа) и четвертого (слева) объектов, полученных при нулевом значении смещения радиальной скорости носителя, т.е. при Vнос_х1=0.FIG. 1 shows the radar images (responses) of the first (right) and second (left) objects, and FIG. 2 - the third (right) and fourth (left) objects obtained at a zero value of the offset of the radial velocity of the carrier, i.e. with V nose_x1 = 0.

Фиг. 3 и Фиг. 4, - демонстрируют соответствующие отклики, рассчитанные при наличии смещения Vнос_x2=5 м/с,FIG. 3 and FIG. 4, show the corresponding responses calculated in the presence of a displacement V nose_x2 = 5 m / s,

Фиг. 5 и Фиг. 6 - соответствуют откликам при Vнос_x3=10 м/с.FIG. 5 and FIG. 6 - correspond to responses at V nose_x3 = 10 m / s.

Фиг. 7 отражает расширение отклика при больших различиях скоростей объекта и носителя.FIG. 7 reflects the expansion of the response with large differences in the velocities of the object and the carrier.

5 Осуществление изобретения5 The implementation of the invention

Основу предлагаемого способа измерения радиальной (относительно траектории полета носителя РЛ БО) скорости лоцируемого объекта Vоб_x составляет смещение РЛИ этого объекта, имеющего радиальную скорость, при его формировании без учета этой скорости.The basis of the proposed method for measuring the radial (relative to the flight path of the radar carrier BO carrier) speed of the located object V rev_x is the radar displacement of this object having a radial speed when it is formed without taking into account this speed.

В соответствии со статьей Брызгалова А.П. «Влияние скорости объекта на его радиолокационное изображение, формируемое в радиолокаторе бокового обзора с синтезированной апертурой», опубликованной в журнале «Цифровая обработка сигналов» №2 за 2017 г., этот сдвиг по оси X (нормальной к траектории полета носителя) определяется выражениемIn accordance with the article Bryzgalova A.P. “The effect of the speed of an object on its radar image formed in a side-scan radar with a synthesized aperture”, published in the Digital Signal Processing journal No. 2 of 2017, this shift along the X axis (normal to the carrier’s flight path) is determined by the expression

Figure 00000008
Figure 00000008

Это смещение РЛИ по оси X (с учетом перемещения лоцируемого объекта и носителя по оси X за время полета носителя по оси Y при формировании фрагмента РЛИ для i-го объекта, а также с учетом смещений РЛИ по оси Y из-за неучитываемых при обработке радиальных скоростей) используется в предлагаемом способе для технической реализации оценки радиальной скорости лоцируемого РЛ БО объекта.This is the X-ray radar shift (taking into account the movement of the positioned object and the carrier along the X axis during the carrier’s flight along the Y axis when forming a radar fragment for the ith object, and also taking into account the radar displacements along the Y axis due to radial disregarded speeds) is used in the proposed method for the technical implementation of the assessment of the radial speed of the radar object being radiated.

Осуществление способа и его возможности могут быть пояснены на примере формирования РЛИ при применении в РСА корреляционно-фильтровой согласованной обработки (см. статью Брызгалова А.П, Карауловой Е.В., Хныкина А.В. «Аналого-цифровая обработка информации в радиолокаторах с синтезированной апертурой, использующих сверхширокополосные сигналы с линейной частотной модуляцией.», опубликованной в журнале «Цифровая обработка сигналов» №4 за 2004 г. ). В этом случае принятый входной сигнал умножают на опорный сигнал гетеродина, который согласован с сигналом, сформированным в передатчике, и настроен на определенные параметры этого сигнала, связанные с прохождением сигналом тракта его распространения, что определяется взаимным пространственным положением летательного аппарата (ЛА) - носителя РСА и лоцируемого участка и их взаимными скоростями. В частности, сигнал гетеродина может быть настроен на прием сигнала, отраженного от некоторой выбранной точки на местности.The implementation of the method and its capabilities can be illustrated by the example of the formation of radar images when using correlation-filter matching processing in SAR (see the article Bryzgalova A.P., Karaulova E.V., Khnykina A.V. “Analog-digital data processing in radars with synthesized aperture using ultra-wideband signals with linear frequency modulation. ”, published in the journal“ Digital Signal Processing ”No. 4 for 2004). In this case, the received input signal is multiplied by the reference local oscillator signal, which is matched with the signal generated in the transmitter and tuned to certain parameters of this signal associated with the signal passing through its propagation path, which is determined by the relative spatial position of the aircraft (RS) carrier - RSA carrier and the location of the site and their mutual speeds. In particular, the local oscillator signal can be configured to receive a signal reflected from a selected point on the ground.

При умножении образуют два квадратурных канала. В каждом квадратурном канале сигналы оцифровывают и затем обрабатывают в N каналах дальности. Каждый канал дальности настроен на определенную точку на местности. Для этого сигнал после умножителя обрабатывают в N каналах дальности с учетом отличия параметров сигнала каждого канала (задержки и коэффициента временной трансформации р=1-2 Vr/c, где Vr - радиальная составляющая скорости носителя РСА относительно лоцируемой точки, с - скорость света) от параметров сигнала гетеродина (см. указанную выше статью, формулы (10)-(19)]. При этом формируют N выборок выходного сигнала приемника для задаваемых точек местности, формируя тем самым РЛИ лоцируемой местности.When multiplying, they form two quadrature channels. In each quadrature channel, the signals are digitized and then processed in N range channels. Each range channel is tuned to a specific point on the ground. For this, the signal after the multiplier is processed in N range channels, taking into account the difference in the signal parameters of each channel (delay and time transformation coefficient p = 1-2 V r / c, where V r is the radial component of the PCA carrier velocity relative to the location, c is the speed of light ) from the parameters of the local oscillator signal (see the above article, formulas (10) - (19)]. In this case, N samples of the output signal of the receiver are generated for the given terrain points, thereby forming the radar data of the located terrain.

При формировании исходного РЛИ полагают, что наличие и значение скорости Vr обусловлено только скоростью носителя Vнос_у, ее проекцией на линию носитель - объект. Для оценки радиальной скорости объекта дополнительно формируют РЛИ при вводе в Vr дополнительной (ошибочной) радиальной составляющей скорости носителя Vнос_х.In the formation of the initial radar image , it is believed that the presence and value of the velocity V r is due only to the speed of the carrier V nose_y , its projection onto the carrier-object line. To assess the radial velocity of the object, radar images are additionally formed when an additional (erroneous) radial component of the carrier velocity V nose_x is entered into V r .

Модель приведенной выше обработки использовалась для подтверждения работоспособности предлагаемого способа. Было проведено моделирование обработки сигналов от четырех точечных отражателей с формированием откликов (РЛИ) от каждого из них. Движение носителя РЛ БО осуществлялось вдоль оси Y со скоростью Vнос_у=100 м/с. Первый отражатель был выбран неподвижным с координатами Х10=10000 м и Y10=0. Второй, третий и четвертый отражатели имели одинаковое нулевое начальное положение на оси Y, т.е. Y20=Y30=Y40=0, и слегка сдвинуты относительно первого и друг друга по оси X: Х20=9999 м, Х30=9998 м и Х40=9997 м. Кроме того, отражатели 2…4 двигались по оси X, т.е. в радиальном к траектории полета носителя направлении: V2_x=3 м/с, V3_x=5 м/с и V4_x=7 м/с. Интервал синтезирования изображения Dсинт=1000 м. При этом, так как использовался сигнал с линейной частотной модуляцией с девиацией 200 МГц, то разрешение по дальности было высоким (порядка 1 м).The model of the above processing was used to confirm the operability of the proposed method. The modeling of signal processing from four point reflectors with the formation of responses (RLI) from each of them was carried out. The motion of the radar carrier BO was carried out along the Y axis with a velocity V nose_y = 100 m / s. The first reflector was chosen motionless with coordinates X 10 = 10000 m and Y 10 = 0. The second, third and fourth reflectors had the same zero initial position on the Y axis, i.e. Y 20 = Y 30 = Y 40 = 0, and are slightly shifted relative to the first and each other along the X axis: X 20 = 9999 m, X 30 = 9998 m and X 40 = 9997 m. In addition, the reflectors 2 ... 4 moved along X axis, i.e. in the direction radial to the carrier flight path: V 2_x = 3 m / s, V 3_x = 5 m / s and V 4_x = 7 m / s. The image synthesis interval D synt = 1000 m. Moreover, since a linear frequency modulated signal with a deviation of 200 MHz was used, the range resolution was high (about 1 m).

Результаты обработки, представленные для наглядности не яркостными РЛИ, а в виде трехмерных откликов, показаны на Фиг. 1-6. При этом Фиг. 1 отображает отклики первого (справа) и второго (слева) объектов, а Фиг. 2 - третьего (справа) и четвертого (слева) объектов, полученных при нулевом значении смещения радиальной скорости носителя, т.е. при Vнос_х1=0. Следующая пара рисунков: Фиг. 3 и Фиг. 4, - демонстрируют соответствующие отклики, рассчитанные при наличии смещения Vнос_х2=5 м/с, а Фиг. 5 и Фиг. 6 - при Vнос_х3=10 м/с.The processing results, presented for clarity, not by luminance radar, but in the form of three-dimensional responses, are shown in FIG. 1-6. Moreover, FIG. 1 shows the responses of the first (right) and second (left) objects, and FIG. 2 - the third (right) and fourth (left) objects obtained at a zero value of the offset of the radial velocity of the carrier, i.e. with V nose_x1 = 0. The following pair of figures: FIG. 3 and FIG. 4, show the corresponding responses calculated in the presence of a displacement V nose_x2 = 5 m / s, and FIG. 5 and FIG. 6 - with V nose_h3 = 10 m / s.

Как видно из рисунков, в соответствии с указанной ранее статьей Брызгалова А.П. «Влияние скорости объекта на его РЛИ…» движение объекта в радиальном к траектории носителя РЛ БО направлении приводит к смещению и искажению его отклика на синтезированном РЛИ. Идеальный соответствующий теории отклик, расположенный точно в точке нахождения объекта на момент начала синтезирования, образуется в случае равенства скорости объекта Vj_x и смещения скорости носителя Vнос_xi (см. правый отклик на Фиг. 1 - РЛИ неподвижного объекта, полученное для Vнос_х1=0, - и правый отклик на Фиг. 4 - РЛИ третьего объекта с V3_x=5 м/с при Vнос_х2=5 м/с). Остальные отклики сдвинуты по обеим осям, причем в большей степени по оси Y. Так, например, на Фиг. 1 и 2 отклик второго объекта расположен в точке с координатами Xmax_2=10019,2 м, Ymax_2=-300,4 м, третьего - Xmax_3=10046,4 м, Ymax_3=-501,6 м и четвертого - Xmax_4=10057,8 м, Ymax_4=-702,4 м. Кроме того, при превышении разницы между скоростью объекта и смещением скорости носителя ΔVp некоторого интервала однозначного определения скорости

Figure 00000009
, наблюдается снижение амплитуды отклика и расширение его основного лепестка. Это объясняется отсутствием при обработке, согласованной с лоцированием неподвижного объекта, радиальных скоростей выше ΔV. Для рассматриваемого случая ΔV=5 м/с. При этом максимум отклика остается достаточно отчетливо выражен даже при ΔVp=7 м/с. И только при ΔVp=10 м/с (правый отклик на Фиг. 5 - РЛИ неподвижного объекта при Vнос_х3=10 м/с) появляется заметное расщепление главного лепестка, затрудняющее нахождение его положения.As can be seen from the figures, in accordance with the previously mentioned article Bryzgalova A.P. “The influence of the speed of an object on its radar image ...” the movement of an object radially to the path of the radar carrier of the radar detector leads to a displacement and distortion of its response to the synthesized radar image. The ideal response corresponding to the theory, located exactly at the point where the object was located at the time of the start of synthesis, is formed in the case of equality of the object velocity V j_x and the displacement of the carrier velocity V nose_xi (see the right response in Fig. 1 - REL of a stationary object obtained for V nose_x1 = 0 , - and the right response in Fig. 4 - the radar image of the third object with V 3_x = 5 m / s with V nose_x2 = 5 m / s). The remaining responses are shifted along both axes, and to a greater extent along the Y axis. For example, in FIG. 1 and 2, the response of the second object is located at the point with coordinates X max_2 = 10019.2 m, Y max_2 = -300.4 m, of the third - X max_3 = 10046.4 m, Y max_3 = -501.6 m and of the fourth - X max_4 = 10057.8 m, Y max_4 = -702.4 m. In addition, when the difference between the object’s speed and the carrier’s speed offset ΔV p exceeds a certain interval of unambiguous determination of speed
Figure 00000009
, there is a decrease in the amplitude of the response and the expansion of its main lobe. This is explained by the absence of radial velocities higher than ΔV during processing, consistent with the location of a stationary object. For the case under consideration, ΔV = 5 m / s. In this case, the response maximum remains quite clearly expressed even at ΔV p = 7 m / s. And only at ΔV p = 10 m / s (the right response in Fig. 5 is the radar image of a stationary object with V nose_x3 = 10 m / s) does a noticeable splitting of the main lobe appear, making it difficult to find its position.

Если теперь воспользоваться приведенным в п. 1 формулы изобретения соотношением и оценить скорости объектов, то получим следующие результаты:If we now use the relation given in paragraph 1 of the claims and estimate the speed of objects, we will obtain the following results:

для 1-го объекта, используя РЛИ, рассчитанные при Vнос_х1=0 и Vнос_х2=5 м/с (Фиг. 1 и Фиг. 3), имеем: Xmax_11=10000 м, Ymax_11=0, Xmax_21=9971,4 м, Ymax_21=500,6 м, Yнач_11=-320 м, Yнач_21=180 м, Х0_об1=10000 м, Vнос_у=100 м/с и Dсинт=1000 м, отсюда Vоб_x1=0,014 м/с,for the 1st object, using the radar data calculated for V nose_x1 = 0 and V nose_x2 = 5 m / s (Fig. 1 and Fig. 3), we have: X max_11 = 10000 m, Y max _ 11 = 0, X max_21 = 9971.4 m, Y max _ 21 = 500.6 m, Y beg_11 = -320 m, Y beg_21 = 180 m, X 0 _ vol1 = 10000 m, V nose_y = 100 m / s and D synth = 1000 m , from here V rev_x1 = 0.014 m / s,

для 2-го объекта, используя те же РЛИ, что и для первого, имеем Voб_х2=3,021 м/с,for the 2nd object, using the same radar data as for the first, we have V about_x2 = 3.021 m / s,

для 3-го объекта, используя опять же РЛИ, рассчитанные при Vнос_х1 и Vнос_x2 (Фиг. 2 и Фиг. 4), имеем Voб_x3=4,996 м/с,for the 3rd object, using again the radar data calculated for V nose_x1 and V nose_x2 (Fig. 2 and Fig. 4), we have V ob_x3 = 4.996 m / s,

для 4-го объекта, используя попарно РЛИ, рассчитанные для всех трех Vнос_xi (Фиг. 2, Фиг. 4 и Фиг. 6), получаем:for the 4th object, using pairwise radar images calculated for all three V nose_xi (Fig. 2, Fig. 4 and Fig. 6), we obtain:

Voб_x4_1=7,013 м/с (РЛИ при Vнос_x1 и Vнос_х3), Ob_x4_1 V = 7.013 m / s (V RLI at nose _ x1 and V nos_h3)

Voб_x4_2=7,011 м/с (РЛИ при Vнос_х1 и Vнос_х2),V about_x4 _ 2 = 7.011 m / s ( radar images with V nose_x1 and V nose_x2 ),

Voб_x4_3=7,014 м/с (РЛИ при Vнос_x2 и Vнос_х3).V about_x4_ 3 = 7.014 m / s ( X-rays with V nose_x2 and V nose_x3 ).

Таким образом, все оценки радиальной скорости объектов с высокой точностью соответствуют истинным скоростям.Thus, all estimates of the radial velocity of objects with high accuracy correspond to true velocities.

При этом инструментальная точность оценки радиальной скорости достаточно высокая, так как в соответствии с выражением для этой оценки она определяется в основном точностью определения двух параметров Xmax_1i и Xmax_2i. Остальные параметры, входящие в эту формулу или задаются, или имеют малое влияние на оценку скорости. На практике оценка параметров может быть затруднена за счет протяженности лоцируемого объекта, наложения фона, шумов и пр. Однако для уменьшения влияния этих и других факторов на нахождение ΔХоб_12i=Xmax_1i-Xmax_2i можно использовать специальные обработки, например, изложенную ниже.In this case, the instrumental accuracy of the radial velocity estimate is quite high, since in accordance with the expression for this estimate it is determined mainly by the accuracy of the determination of two parameters X max_1i and X max _ 2i . The remaining parameters included in this formula are either specified or have little effect on the estimation of speed. In practice, the estimation of parameters can be difficult due to the length of the located object, the application of background, noise, etc. However, to reduce the influence of these and other factors on finding ΔX rev_12i = X max_1i -X max_2i, you can use special treatments, for example, described below.

Следует также отметить, что значение измеряемой скорости не влияет на точность ее оценки. Однако для оценки больших значений радиальной скорости объекта надо увеличивать и смещение радиальной скорости носителя так, чтобы их разность не превышала ΔV. Для подтверждения этого была проведена оценка радиальной скорости объекта, движущегося с Vоб_x=30 м/с. Для этого были промоделированы две обработки по формированию РЛИ объекта при двух значениях смещения радиальной скорости носителя: 30 м/с и 35 м/с. При использовании этих РЛИ в соответствии с формулой изобретения, оценка скорости объекта составила 29,8754 м/с, т.е. точность оценки достаточно высокая, а погрешность в основном связана с оценкой положения отклика по оси X. На Фиг. 7 приведено РЛИ для рассмотренного случая при Vнос_х=35 м/с. РЛИ объекта расширилось. Но это расширение происходит по оси Y, и для нахождения Xmax можно, например, определять максимум сечения отклика по X, соответствующего центру этого отклика по оси Y.It should also be noted that the value of the measured speed does not affect the accuracy of its estimation. However, to evaluate large values of the radial velocity of the object, it is necessary to increase the offset of the radial velocity of the carrier so that their difference does not exceed ΔV. To confirm this, an assessment was made of the radial velocity of an object moving with V rev_x = 30 m / s. For this, two treatments were simulated for the formation of an object's radar image at two values of the offset of the radial velocity of the carrier: 30 m / s and 35 m / s. When using these radar data in accordance with the claims, the object velocity was estimated at 29.8754 m / s, i.e. the estimation accuracy is quite high, and the error is mainly related to the evaluation of the response position along the X axis. In FIG. Figure 7 shows the radar image for the considered case with V nose_x = 35 m / s. The radar object has expanded. But this expansion occurs along the Y axis, and to find X max , for example, it is possible to determine the maximum cross section of the response along X corresponding to the center of this response along the Y axis.

Пример с измерением радиальной скорости в 30 м/с подтверждает возможность использования граничных РЛИ, рассчитанных с шагом равным интервалу однозначности (п.п. 6, 7 формулы), а пример с 4-мя объектами при V1_x=0, V2_x=3 м/с, V3_x=5 м/с и V4_x=7 м/с (фиг. 1-6) соответствует п. 8 при использовании двух РЛИ для измерения скоростей всех объектов, входящих в один интервал однозначности.An example with a measurement of the radial velocity of 30 m / s confirms the possibility of using boundary radar data calculated with a step equal to the unambiguity interval (items 6, 7 of the formula), and an example with 4 objects with V 1_x = 0, V 2_x = 3 m / s, V 3_x = 5 m / s and V 4_x = 7 m / s (Fig. 1-6) corresponds to paragraph 8 when using two radar data for measuring the speeds of all objects included in the same unambiguity interval.

Claims (27)

1. Способ оценки радиальной скорости объекта Vоб_х направленной вдоль оси X перпендикулярной оси Y, совпадающей с траекторией полета носителя радиолокатора бокового обзора (РЛ БО) с синтезированной апертурой, при котором с помощью РЛ БО лоцируют полосу местности вдоль оси Y, формируют и запоминают радиоголограммы, формируют исходное радиолокационное изображение (РЛИ) при обработке, согласованной со скоростью носителя Vнос_у и с неподвижными местностью и объектами на ней, обнаруживают на нем объекты и измеряют их радиальную скорость, отличающийся тем, что для всех i-ых обнаруженных объектов, для которых требуются оценки радиальной скорости,1. A method for estimating the radial speed of an object V rev_x directed along the X axis perpendicular to the Y axis, coinciding with the flight path of the side-scan radar carrier (RL BO) with a synthesized aperture, in which using the RL BO they locate the terrain along the Y axis, form and store radio holograms , form the initial radar image (RLI) during processing, consistent with the speed of the carrier V nose_y and with motionless terrain and objects on it, detect objects on it and measure their radial speed, excellent being that for all i-th detected objects that require radial velocity estimates, - определяют их положение X0_обi и Y0_обi на исходном РЛИ,- determine their position X 0 _ obi and Y 0 _ obi on the original radar, - задают минимальную Vr_min и максимальную Vr_max радиальные скорости объектов, определяющие диапазон ее измерения, …- set the minimum V r_min and maximum V r_max radial velocities of objects that determine the range of its measurement, ... - определяют интервал однозначной оценки радиальной скорости ΔV,- determine the interval of unambiguous estimates of the radial velocity ΔV, - разбивают диапазон измеряемых радиальных скоростей на интервалы однозначного определения радиальной скорости- divide the range of measured radial velocities into intervals of unambiguous determination of the radial velocity и для каждого интервала, используя радиоголограммы, формируют два фрагмента РЛИ, при синтезировании которыхand for each interval, using radio holograms, two fragments of radar images are formed, during the synthesis of which вводят два разных смещения значений радиальной скорости носителя по оси X Vнос_х_1 и Vнос_х_2 на величину, лежащую в пределах интервала однозначности ΔV,two different offsets of the radial velocity of the carrier are introduced along the axis XV nose_x_1 and V nose_x_2 by an amount lying within the unambiguity interval ΔV, при этом начало Yнач_1i и Yнач_2i и окончание Yкон_1i и Yкон_2i синтезирования каждого фрагмента РЛИ для i-го объекта по оси Y определяют, учитывая смещение Y0_обi при наличии скорости объекта в диапазоне от Vr_min до Vr_max и из-за ввода Vнос_х_1 и Vнос_х_2,wherein the top Y nach_1i and Y nach _ 2i and ending Y kon_1i and Y con _ 2i synthesizing each fragment radar data for i-th object on Y axes define a given offset Y 0 _ obi in the presence of an object velocity in the range of V r _ min to V r _ max and due to input V nose_x_1 and V nose_x_2 , для каждого интервала однозначности устанавливают соответствие объектов двух РЛИ между собой, для каждого i-го объекта определяют его положение Xmax_1i и Ymax_1i на первом и Xmax_2i и Ymax_2i на втором РЛИ и находят смещение ΔXоб_12i как разность его координат по оси X на двух РЛИfor each interval of uniqueness, the correspondence of the objects of two radar images is established, for each i-th object its position X max_1i and Y max_1i on the first and X max_2i and Y max _ 2i on the second radar are determined and the offset ΔX ob_12i is found as the difference of its coordinates along the axis X on two radar ΔXоб_12i = Xmax_1i - Xmax_2i ΔX rev_12i = X max_1i - X max_2i и далее оценивают их радиальную скорость по формуле:and then evaluate their radial velocity according to the formula:
Figure 00000010
Figure 00000010
где Dсинт - интервал синтезирования РЛИ.where D synt is the interval for synthesizing radar images. 2. Способ по п. 1, при котором начало формирования каждого фрагмента РЛИ для i-го объекта Yнач_1i и Yнач_2i по оси Y выбирают смещенным относительно Y0_обi, так что2. The method according to p. 1, in which the beginning of the formation of each fragment of the radar image for the i-th object Y start_1i and Y start_2i along the Y axis is chosen offset relative to Y 0 _ obi , so that
Figure 00000011
Figure 00000011
где λ - длина волны излучаемого сигнала РЛ БО, k - константа,where λ is the wavelength of the emitted radar signal BO, k is a constant, окончание формирования каждого фрагмента РЛИ для i-го объекта Yкон_1i и Yкон_2i определяют смещенным по оси Y относительно Y0_обi, так чтоthe end of the formation of each radar fragment for the i-th object Y kon_1i and Y kon_2i is determined to be offset along the Y axis relative to Y 0 _ obi , so that
Figure 00000012
Figure 00000012
3. Способ по п. 2, при котором выбирают k более 0.5.3. The method according to p. 2, in which choose k more than 0.5. 4. Способ по п. 1, при котором для каждого интервала однозначности соответствие РЛИ объектов на двух фрагментах РЛИ одному объекту устанавливают путем проверки их совмещения по оси Y при смещении первого РЛИ относительно второго по оси Y на величину ΔYi, определяемую выражением4. The method according to p. 1, in which for each interval of uniqueness, the correspondence of the radar image of objects on two fragments of the radar image to one object is established by checking their alignment along the Y axis when the first radar image is displaced relative to the second along the Y axis by ΔY i determined by the expression
Figure 00000013
Figure 00000013
5. Способ по п. 1, при котором для каждого i-го объекта определяют его положение Xmax_1i на первом и Xmax_2i на втором РЛИ фрагмента как максимум сечения РЛИ объекта по оси X, соответствующего центру этого РЛИ объекта по оси Y.5. The method according to p. 1, in which for each i-th object determine its position X max_1i on the first and X max_2i on the second X- ray fragment as the maximum cross-section of the X- ray object on the X axis, corresponding to the center of this X- ray object on the Y axis. 6. Способ по п. 1, при котором интервал однозначного определения скорости определяют, исходя из выражения6. The method according to p. 1, in which the interval of unambiguous determination of speed is determined based on the expression
Figure 00000014
Figure 00000014
где Rmax - удаление дальней границы синтезированного РЛИ от траектории полета носителя.where R max is the removal of the far boundary of the synthesized radar image from the path of the carrier. 7. Способ по п. 1, при котором смещения скорости носителя при формировании двух РЛИ для каждого интервала соответствуют граничным значениям скоростей этого интервала и для смежных интервалов эти граничные РЛИ являются общими, а исходное РЛИ используют как одно из граничных РЛИ.7. The method according to claim 1, wherein the carrier velocity offsets during the formation of two radar images for each interval correspond to the boundary values of the velocities of this interval and for adjacent intervals these boundary radar images are common, and the initial radar image is used as one of the boundary radar data. 8. Способ по п. 1, при котором начало и окончание формирования РЛИ для всех объектов одного интервала выбирают едиными, при том, что начало равно минимальному из Yнач_1i и Yнач_2i, а окончание равно максимальному значению из Yкон_1i и Yкон_2i для всех i.8. The method of claim. 1 wherein the beginning and ending of the formation of radar data for all objects of the same selected interval uniform, though the top equal to the minimum of Y and Y nach_1i nach _ 2i, and the end is the maximum value of Y and Y kon_1i con _ 2i for all i.
RU2018133504A 2018-09-21 2018-09-21 Method of estimating radial velocity of an object RU2696084C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018133504A RU2696084C1 (en) 2018-09-21 2018-09-21 Method of estimating radial velocity of an object

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018133504A RU2696084C1 (en) 2018-09-21 2018-09-21 Method of estimating radial velocity of an object

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2696084C1 true RU2696084C1 (en) 2019-07-31

Family

ID=67586982

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018133504A RU2696084C1 (en) 2018-09-21 2018-09-21 Method of estimating radial velocity of an object

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2696084C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2781159C1 (en) * 2021-04-26 2022-10-06 Федеральное государственное бюджетное учреждение "3 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации Method for determination of radial velocity of object by samples of range squares

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2886022A1 (en) * 2005-05-18 2006-11-24 Agence Spatiale Europeenne METHOD FOR ESTABLISHING MAPPING IMAGES OF MARINE SURFACE CURRENT SPEED VECTORS AND ALTIMETRIC RADAR SYSTEM USING THE METHOD
WO2006088845A3 (en) * 2005-02-15 2007-02-01 Walleye Technologies Inc Electromagnetic scanning imager
RU2372627C1 (en) * 2008-03-24 2009-11-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт имени академика А.И. Берга" Method of obtaining two-dimensional radar image of object in wide range of variation of values of effective scattering area of local centres during multifrequency pulsed probing
WO2011056050A2 (en) * 2009-11-09 2011-05-12 국방과학연구소 Image obtaining radar system and control method
US20160084953A1 (en) * 2014-09-19 2016-03-24 GM Global Technology Operations LLC Doppler-based segmentation and optical flow in radar images
RU2624005C1 (en) * 2016-06-14 2017-06-30 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" Method of processing super-wide-band signals
RU2648234C1 (en) * 2017-07-17 2018-03-23 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" (ФГУП "ГосНИИАС") Method of search and detection of object

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006088845A3 (en) * 2005-02-15 2007-02-01 Walleye Technologies Inc Electromagnetic scanning imager
FR2886022A1 (en) * 2005-05-18 2006-11-24 Agence Spatiale Europeenne METHOD FOR ESTABLISHING MAPPING IMAGES OF MARINE SURFACE CURRENT SPEED VECTORS AND ALTIMETRIC RADAR SYSTEM USING THE METHOD
RU2372627C1 (en) * 2008-03-24 2009-11-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт имени академика А.И. Берга" Method of obtaining two-dimensional radar image of object in wide range of variation of values of effective scattering area of local centres during multifrequency pulsed probing
WO2011056050A2 (en) * 2009-11-09 2011-05-12 국방과학연구소 Image obtaining radar system and control method
US20160084953A1 (en) * 2014-09-19 2016-03-24 GM Global Technology Operations LLC Doppler-based segmentation and optical flow in radar images
RU2624005C1 (en) * 2016-06-14 2017-06-30 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" Method of processing super-wide-band signals
RU2648234C1 (en) * 2017-07-17 2018-03-23 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" (ФГУП "ГосНИИАС") Method of search and detection of object

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КОНДРАТЕНКОВ Г.С., ФРОЛОВ А.Ю. Радиовидение, Москва, изд. "Радиотехника", 2005, с.304-309. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2781159C1 (en) * 2021-04-26 2022-10-06 Федеральное государственное бюджетное учреждение "3 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации Method for determination of radial velocity of object by samples of range squares
RU2796966C1 (en) * 2021-12-27 2023-05-29 Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский центр "Резонанс" (ЗАО "НИЦ "Резонанс") Method for determining radial velocity of an aircraft with ambiguous doppler frequency measurements and a device for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5627543A (en) Method of image generation by means of two-dimensional data processing in connection with a radar with synthetic aperture
US8299958B2 (en) Airborne radar having a wide angular coverage, notably for the sense-and-avoid function
Le Chevalier Principles of radar and sonar signal processing
US5659318A (en) Interferometric SAR processor for elevation
US10768276B2 (en) Decentralised radar system
US7038618B2 (en) Method and apparatus for performing bistatic radar functions
AU592510B2 (en) Passive ranging method and apparatus
Deming Along-track interferometry for simultaneous SAR and GMTI: Application to Gotcha challenge data
US11762085B2 (en) Device, system and method for localization of a target in a scene
RU2633962C1 (en) Method for determining location of scanning radar station with passive multilayer pelengator
Daryasafar et al. A technique for multitarget tracking in synthetic aperture radar spotlight imaging mode based on promoted PHD filtering approach
US6982668B1 (en) Tangential velocity measurement using interferometric MTI radar
RU2317566C1 (en) Mode of measuring of angular attitude of radar targets with a two-coordinate radar of meter range
RU2643168C2 (en) Method of height, aircraft actual velocity and aircraft velocity vector inclination measurement in relation to horizon, on-board radar device using method
RU2696084C1 (en) Method of estimating radial velocity of an object
Lv et al. Coherence improving algorithm for airborne multichannel SAR-GMTI
Vu et al. Moving target detection by forcusing for frequency domain algorithms in UWB low frequency SAR
Johnsen et al. Bi-and multistatic radar
Cuccoli et al. Coordinate registration method based on sea/land transitions identification for over-the-horizon sky-wave radar: Numerical model and basic performance requirements
Putney et al. Synthetic aperture sonar-the modern method of underwater remote sensing
Ishtiaq et al. Detection and tracking of multiple targets using dual-frequency interferometric radar
RU2672092C1 (en) Method of measuring the angular position of terrestrial fixed radio-contrast objects
Wu et al. Sparsity based ground moving target imaging via multi-channel SAR
RU2499279C1 (en) Method of estimating aircraft altitude from radar images of earth's surface
RU2668570C1 (en) Method of measurement of the vector of velocity of local reflectors in the space sar