Многопозиционные радиолокационные системы с подсветкой сигналами спутниковых радионавигационных систем

УДК 004.932

Е. В. Чанчикова

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

АНАЛИЗ МЕТОДОВ РАСПОЗНАВАНИЯ РУКОПИСНЫХ СИМВОЛОВ

Рассматриваются подходы в распознавании рукописных символов. Дана характеристика методов основных подходов. Приводится сравнительный анализ систем on-line и off-line распознаваний.

Распознавание отдельного объекта (символа) относится к задачам распознавания образов, связанное с разработкой принципов и построением систем, предназначенных в выборе правила определения принадлежности данного объекта к одному из заранее выделенных классов объектов.

Известны два основных подхода к распознаванию рукописных символов: распознавание в режиме текущего ввода символов (интерактивный режим, или online) и распознавание ранее написанных документов (пассивный режим, или off-line). Первый подход используется в системах реального времени, к которым относятся системы сенсорного ввода рукописных символов в карманных персональных компьютерах, коммуникаторах и других устройствах. Системы offline применяются при вводе информации с бумажных носителей. Существует три подхода к пассивному распознаванию символов: шаблонный, структурный и признаковый. Все системы обладают рядом преимуществ и недостатков. Так, интерактивные системы отличаются высокой точностью распознавания, они

требуют наличия предмета поверхности ввода. Шаблонные - устойчивы к дефектам, но ограниченны набором шаблонов. Структурные системы имеют относительную независимость сегментов друг от друга. Признаковые также имеют высокую чувствительность к дефектам, однако не отличаются признаками целостности.

На основе каждого вышеперечисленного метода в настоящее время создано несколько систем распознавания. На основе пассивного распознавания символов возникли следующие системы: ABBYY FineReader; FormReader; система ввода форм, заполненных от руки или на принтере: с применением технологии ICR (Intelligent Character Recognition); система оптического распознавания текстов (optical character recognition, или OCR-система); CuneiForm. Созданы также интерактивные системы: CalliGrapher - программа ввода рукописного текста для карманного персонального компьютера (КПК) и смартфонов под управлением Windows Mobile; MyScript Stylus - программа для распознавания рукописного текста.

E. V. Chanchikova

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk THE ANALYSIS OF HANDWRITTEN CHARACTERS RECOGNITION METHODS

The main ways of handwritten characters recognition are considered. The characteristics of the methods of the basic approaches are presented. Comparative analysis is carried on with the help of on-line and off-line recognition systems.

© ^arnHKOBa E. B., 2010

УДК 621.396.96

Д. А. Черепанов, В. В. Кирюшкин, А. А. Дисенов, И. С. Добрынин Военный авиационный инженерный университет, Россия, Воронеж

МНОГОПОЗИЦИОННЫЕ РАДИОЛОКАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ С ПОДСВЕТКОЙ СИГНАЛАМИ СПУТНИКОВЫХ РАДИОНАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Исследован энергетический потенциал сигнала спутниковой радионавигационной системы (СРНС) Глонасс, рассеянного воздушной целью, и проведена оценка возможности его регистрации современными и перспективными приемниками СРНС в интересах радиолокации воздушного пространства.

В последнее время повышенный интерес исследователей проявляется к области новых и нетрадиционных методов радиолокации [1]. Речь в первую очередь идет о многопозиционных радиолокационных систе-

мах (МПРЛС), использующих методы бистатической («просветной») локации [1; 2]. Перспективным направлением создания МПРЛС является использование в качестве зондирующего излучения непрерывных

Информационно-управляющие системы

широкополосных шумоподобных сигналов с большой базой, в частности, сигналов спутниковых радионавигационных систем (СРНС) Глонасс, GPS и Galileo [1; 2].

Одной из основных задач, решаемых при создании «просветных» радиолокационных систем, является необходимость селекции слабого «полезного» сигнала, рассеянного целью, на фоне мощного мешающего сигнала прямого распространения. Обычно для выделения «полезных» сигналов используется метод пространственной селекции путем применения дополнительных узконаправленных антенн [2].

Целью настоящей работы является исследование энергетического потенциала «полезного» сигнала и оценка возможности его регистрации современными и перспективными приемниками СРНС с использованием метода временной селекции и штатной антенны навигационной аппаратуры потребителя (НАП).

Одной из важнейших характеристик МПРЛС, непосредственно связанных с мощностью сигнала, рассеянного целью, является зона действия бистатиче-ского звена (область пространства), в котором должна находиться цель, чтобы мощность полезного сигнала на входе приемника была не хуже граничного уровня. В настоящее время чувствительность приемников GPS и Глонасс обеспечивает прием навигационного сигнала мощностью до 160 дБ/Вт, однако современные зарубежные и отечественные разработки позволили повысить чувствительность приемников СРНС до -180 дБ/Вт и -210 дБ/Вт. При выборе граничного уровня сигнала необходимо, кроме того, учесть, что сигнал на выходе коррелятора НАП СРНС будет про-модулирован корреляционной функцией псевдослучайной последовательности дальномерного кода, уровень боковых лепестков которой 1/L зависит от длины L псевдослучайной М-последовательности.

Для сигнала стандартной точности СРНС Глонассс длина М-последовательности составляет 511 бит, что соответствует уровню боковых лепестков корреляционной функции -27 дБ по мощности. Для уверенной регистрации сигнала, рассеянного целью, при временной селекции «полезных» сигналов на фоне коррелированной помехи в виде более мощного сигнала прямого распространения необходимо, чтобы на выходе коррелятора уровень главного лепестка сигнала, рассеянного целью, был значительно выше уровня боковых лепестков сигнала прямого распространения. Задавшись граничным уровнем рассеянного целью сигнала -180 дБ/Вт мы можем обеспечить существенное превышение аппаратной границы чувствительности перспективных приемников СРНС (-210 дБ/Вт) и значительное (7 Дб » 5 раз) превышение уровня боковых лепестков сигнала прямого распространения. Для определения зоны действия бистатического звена «спутник - цель - приемник» мы исследовали зависимость теневой ЭПР типовой воздушной цели, а также мощности навигационного сигнала СРНС Гло-насс, рассеянного этой целью, от различных факторов. При моделировании в качестве воздушной цели был

использован самолет А-320 с площадью контура St »200 м2, а в качестве факторов, влияющих на мощность сигнала, рассматривалась высота цели Нц, угол облучения j, бистатический угол b и горизонтальное удаление цели от луча «спутник - приемник» R. Были проведены исследования для частного случая зенитного расположения спутника над наземным приемником, т.е. для значения угла места спутника 6 = 90°. В качестве основного вариативного параметра при моделировании был выбран угол облучения цели j , т. е. угол между лучом «спутник - приемник» и лучом «спутник - цель».

Анализ результатов исследования показывает, что резкое возрастание значения бистатической ЭПР (на 2 и более порядков) происходит в узком диапазоне углов j = ±0,05 радиан, когда ракурс облучения приближается к просветному, и возрастает площадь теневого контура. Это подтверждается резким увеличением значения бистатического угла от 90° до 180° при устремлении угла облучения к 0°. При этом в пространстве бистатического угла получается довольно обширная область (90°...180°), где значение ЭПР превосходит площадь цели на 3 и более порядка. Исследование влияния высоты полета цели на энергетические характеристики сигнала, рассеянного целью, показали, что бистатическое звено «спутник - цель -приемник» наиболее чувствительно к низколетящим целям. Однако даже для высоты полета Нц = 1 000 м нижняя граница диапазона рабочих бистатических углов (Рпрм,ц ^ -180 дБ) уменьшается до 150°. Тем не менее, соответствующее максимальное линейное удаление низколетящей цели от луча «спутник - приемник» достаточно велико и составляет более 50 км. Это удаление и будет обозначать границу зоны действия бистатического звена. С увеличением высоты полета цели энергетика радиолинии «спутник - цель - приемник» будет ухудшаться, и для высоты полета цели Нц = 10 000 м зона действия бистатического звена будет ограничена линейным удалением, равным 5 км.

Таким образом, анализ энергетических характеристик радиолинии «спутник - цель-приемник» показывает, что применение перспективных приемников СРНС позволит уверенно обнаруживать полезный сигнал, рассеянный целью, в зоне действия бистати-ческого звена до 50 км относительно луча «спутник -приемник» на высоте 1 км, и до 5 км - на высоте 10 км.

Библиографические ссылки

1. Методы современной радиолокации и обработки сигналов / Р. П. Быстров, Е. В. Кузнецов, А. В. Соколов, Ю. С. Чесноков // Успехи современной радиоэлектроники. 2005. № 9. С. 11-26.

2. Ксендзук А. В., Фатеев В. Ф., Попов С. А. Неиз-лучающая радиолокационная система, основанная на приеме отраженых сигналов навигационных систем Глонасс и GPS // Труды ОАО «МАК «Вымпел» : сб. статей. М. : Радиотехника. 2009. С. 60-66.

D. A. Tcherepanov, V. V. Kiryushkin, A. A. Disenov, I. S. Dobrynin Military Aviation Engineering University, Russia, Voronezh

MULTHTEM RADAR WITH ILLUMINATION BY SIGNALS OF SATELLITE NAVIGATING SYSTEMS

In the paper the energy potential of a signal of satellite navigating system GLONASS, disseminated by an air target is investigated, and the estimation of possibility of its registration by modern and perspective receivers GNSS in interests of a radar-location of air space is presented.

© Черепанов Д. А., Кирюшкин В. В., Дисенов А. А., Добрынин И. С., 2010

УДК 669.713.7

А. В. Черник, Н. А. Смирнов

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ РАСЧЕТА МЕХАНИЗМОВ НА ОСНОВЕ ЗАМКНУТЫХ КИНЕМАТИЧЕСКИХ СХЕМ

Приводится описание программы, разработанной с целью автоматизации кинематических расчетов механизмов с замкнутой кинематической схемой. Раскрываются предпосылки для создания программного продукта, описываются и его основные возможности.

В настоящий момент для позиционирования антенн используются мотоподвесы - устройства, ориентирующие антенну по азимуту и углу места, механическая часть которых, как правило, состоит из двигателя и червячного редуктора, к выходной оси которого крепится антенна. При этом, несмотря на широкое распространение, такая конструкция имеет множество недостатков. Одним из самых существенных является низкая скорость перемещения от позиции к позиции и ограничение по диаметру антенны.

В связи с этим целесообразно разработать систему ориентации антенн, которая позволила бы быстро ориентировать антенны большого диаметра при повышенных инерционных нагрузках. Уменьшение инерционных сил при перемещении больших масс с высокой скоростью может быть достигнуто при использования в системах ориентации замкнутых кинематических пар [1; 2].

Однако программное обеспечение для расчета динамики подобных систем представлено достаточно узко. Как правило, программы для расчета кинематики предлагают инструментарий лишь для работы с механизмами, представляющими собой разомкнутые кинематические пары. В связи с этим была разработана программа, призванная автоматизировать кинематические расчеты (см. рисунок) [3]. Данная программа предназначена для расчета обратной кинематики /-координатного устройства на трех стойках. Она позволяет рассчитать изменение длин и углов установки стоек. Помимо того, при помощи этой программы можно определить координаты выходного звена и стоек в динамике путем установки ключевых положений.

Длина звеньев и угол поворота стоек вычисляются по следующим выражениям координаты центра нижнего шарнира:

xl = x0 + Al, yl = y0 + Ah; координаты верхнего шарнира:

xh = x0 + X + Ah'-cos(a) - Al'-sin(a), yh = y0 + Y - Ah'-sin(a) - Al'-cos(a).

Укрупненная блок-схема программы

Использовав эти значения, получаем длину и угол поворота стойки:

L = L=л1 xh- xl +4у[-

Уг

(

R = a sin

\lxl - xl L

\ 0