Динамическая модель координатометрии близкорасположенных источников сигналов с использованием алгоритма сверхразрешения MUSIC
Authors: Глушанков Е.И. , Кондрашов З.К. , Сыроветник Д.С. , Рылов Е.А. 
Published: January 2025

В последние годы задача радиолокации и радиопеленгации является очень актуальной благодаря стремительному развитию микроэлектроники малогабаритных беспилотных устройств и терминалов связи. Статья посвящена определению координат источников сигналов. В частности, исследуются близкорасположенные, некоррелированные источники и приемные антенные решетки на нескольких разнесенных в пространстве мобильных устройствах. Для разрешения таких источников сигналов используется алгоритм сверхразрешения MUSIC с последующим решением задачи координатометрии с помощью метода наименьших квадратов. Была создана программная модель в среде MATLAB, реализующая динамическую систему, в которой у каждого из радиоустройств есть свои траектории и показатели скорости. Проведен сравнительный анализ точности получаемых результатов в различных ситуациях с точки зрения геометрии и динамики. Установлено, что наиболее эффективно алгоритм работает в случае нахождения целей внутри зоны, образованной сканирующими объектами. При этом достигается точность определения координат, сравнимая с дистанцией между источниками сигналов. На основе полученных результатов можно осуществлять построение радиолокационных приемников для пеленгации близкорасположенных источников сигналов в основном лепестке диаграммы направленности приемной антенны локационной станции, что требуется при решении ряда задач локации и мониторинга в условиях сложной радиоэлектронной обстановки.
In recent years, the problem of radar and radio direction finding has become very relevant due to the rapid development of microelectronics for small-sized unmanned aerial vehicles and communication terminals. The article is devoted to determining the coordinates of signal sources. In particular, closely spaced, uncorrelated emitters and receiving antenna arrays on several mobile devices spaced apart in space are investigated. To resolve such signal sources, the MUSIC super-resolution algorithm is used, followed by solving the coordinate measurement problem using the least squares method. A software model was created in the MATLAB environment, implementing a dynamic system in which each radio device has its own trajectories and speed indicators. A comparative analysis of the accuracy of the results obtained in various situations from the point of view of geometry and dynamics was carried out. It was found that the algorithm works most effectively in the case of targets located inside the zone formed by the scanning objects. In this case, the accuracy of determining coordinates is comparable to the distance between the signal sources. Based on the obtained results, it is possible to construct radar receivers for direction finding of nearby signal sources in the main lobe of the directional pattern of the receiving antenna of a location station, which is required when solving a number of location and monitoring problems in a complex electronic environment. Keywords: direction finding, coordinateometry, super-resolution, MUSIC, MATLAB.