Pasivní Koherentní Lokace. Duben 2008



Podobné dokumenty
UNIVERZITA PARDUBICE FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A INFORMATIKY

Jazyk matematiky Matematická logika Množinové operace Zobrazení Rozšířená číslená osa

MINISTERSTVO ŠKOLSTVÍ, MLÁDEŽE A TĚLOVÝCHOVY. Učební osnova předmětu MATEMATIKA. pro studijní obory SOŠ a SOU (13 15 hodin týdně celkem)

Několik poznámek na téma lineární algebry pro studenty fyzikální chemie

Základy rádiové navigace

Seminář z matematiky. jednoletý volitelný předmět

3.2 Rovnice postupné vlny v bodové řadě a v prostoru

Polarizační vlastnosti antén

ŠROUBOVÉ SPOJE VÝKLAD

Západočeská univerzita v Plzni. Fakulta aplikovaných věd Katedra matematiky. Geometrie pro FST 1. Pomocný učební text

FAKULTA STAVEBNÍ MATEMATIKA II MODUL 2 STUDIJNÍ OPORY PRO STUDIJNÍ PROGRAMY S KOMBINOVANOU FORMOU STUDIA

v Praze mezi kanály EEG Ondřej Drbal 5. ročník, stud. sk. 9

Základy matematiky kombinované studium /06

Obrázek č. 7.0 a/ regulační smyčka s regulátorem, ovladačem, regulovaným systémem a měřicím členem b/ zjednodušené schéma regulace

VIDEOSBÍRKA DERIVACE

Přepočet provozních stavů sítě daných: Výpočet ztrát a kapacitních proudů v síti: Výpočet zkratových poměrů v síti:

Skalár- veličina určená jedním číselným údajem čas, hmotnost (porovnej životní úroveň, hospodaření firmy, naše poloha podle GPS )

Geometrie pro FST 2. Plzeň, 28. srpna 2013, verze 6.0

Vedení tepla v MKP. Konstantní tepelné toky. Analogické úlohám statiky v mechanice kontinua

předmětu MATEMATIKA B 1

Dodatek č. 3 ke školnímu vzdělávacímu programu. Strojírenství. (platné znění k )

Viková, M. : MIKROSKOPIE II Mikroskopie II M. Viková

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI. Přírodovědecká fakulta. Katedra optiky. Jana Grézlová. Obor: Digitální a přístrojová optika.

Euklidovský prostor Stručnější verze

TEMATICKÝ PLÁN VÝUKY

Linearní algebra příklady


5. Maticová algebra, typy matic, inverzní matice, determinant.

Pseudospektrální metody

FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE

MRAR-L. Družicové navigační systémy. Č. úlohy 4 ZADÁNÍ ROZBOR

Nová koncepční a konstrukční řešení pro zobrazení s PMS

1. Přímka a její části

Reference 10. Předpokládejme stavový popis spojitého, respektive diskrétního systému

Matematika 2 (Fakulta ekonomická) Cvičení z lineární algebry. TU v Liberci

REKAPITULACE. Princip dálkoměrných měření GNSS

Gymnázium Jiřího Ortena, Kutná Hora. volné rovnoběžné promítání průmětna

Projekty do předmětu MF

Matematika I, část I Vzájemná poloha lineárních útvarů v E 3

FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE

Fixed management model s mûfienou heterogenitou

(Auto)korelační funkce Statistické vyhodnocování exp. dat M. Čada ~ cada

1. Kombinatorika 1.1. Faktoriál výrazy a rovnice

Žádost o udělení individuálního oprávnění k využívání rádiových kmitočtů

Transformace souřadnic

1 Lineární stochastický systém a jeho vlastnosti. 2 Kovarianční funkce, výkonová spektrální hustota, spektrální faktorizace,

SYNTÉZA AUDIO SIGNÁLŮ

MĚŘENÍ VZDÁLENOSTI S POUŽITÍM RADARU RANGE MEASUREMENT USING RADAR

ČSN EN ed. 2 OPRAVA 1

CFD analýza článkových čerpadel v turbínovém režimu

OPTIKA - NAUKA O SVĚTLE

NÁVRH LQG ŘÍZENÍ PRO FYZIKÁLNÍ MODEL KULIČKY NA TYČI

FAKULTA STAVEBNÍ VUT V BRNĚ PŘIJÍMACÍ ŘÍZENÍ DO MNSP STAVEBNÍ INŽENÝRSTVÍ PRO AKADEMICKÝ ROK

λ, (20.1) infračervené záření ultrafialové γ a kosmické mikrovlny

Derivace a průběh funkce.

DERIVACE. ln 7. Urči, kdy funkce roste a klesá a dále kdy je konkávní a

Matematika I: Aplikované úlohy

APLIKOVANÁ OPTIKA A ELEKTRONIKA

Začlenění historických mapových děl do systému DIKAT-P P pro upřesnění podrobné lokalizace nemovitých kulturních památek

VIDEOSBÍRKA DERIVACE

1. Cvičení: Opakování derivace a integrály

Matematika 1 pro PEF PaE

Matice se v některých publikacích uvádějí v hranatých závorkách, v jiných v kulatých závorkách. My se budeme držet zápisu s kulatými závorkami.

KYBERNETIKA. Prof. Ing. Vilém Srovnal, CSc. Vysoká škola báňská Technická univerzita Ostrava

Daniel Honc, František Dušek Katedra řízení procesů a výpočetní techniky, FCHT, Univerzita Pardubice

PRAKTIKUM... Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. Odevzdal dne: Seznam použité literatury 0 1. Celkem max.

Elektronický učební text pro podporu výuky klasické mechaniky pro posluchače učitelství I. Mechanika hmotného bodu

Poznámky z matematiky

ÚSTAV MATEMATIKY A DESKRIPTIVNÍ GEOMETRIE. Matematika 0A1. Cvičení, zimní semestr. Samostatné výstupy. Jan Šafařík

ERA a.s. Pardubice. Prezentující: Ing. Vojtěch STEJSKAL, Ph.D.

Projekt OPVK - CZ.1.07/1.1.00/ Matematika pro všechny. Univerzita Palackého v Olomouci

ICT podporuje moderní způsoby výuky CZ.1.07/1.5.00/ Matematika analytická geometrie. Mgr. Pavel Liška

SPOJE. Slouží ke spojení částí nosných systémů (rámy) i pohybujících se komponent (členy mechanismů).

Vylepšení SNR u SPECT vyšetření

DODATEK G PŘEDPIS L 10/I

Přijímací zkoušky z matematiky pro akademický rok 2017/18 NMgr. studium Učitelství matematiky ZŠ, SŠ

Zaměření Pohony a výkonová elektronika. verze

2 Spojité modely rozhodování

PŘEDNÁŠKA 9 KŘIVKOVÝ A PLOŠNÝ INTEGRÁL 1. DRUHU

Charakteristika ultrazvuku a jeho využití v praxi

Analytická geometrie. c ÚM FSI VUT v Brně

Rozptyl. Pozn.: rozptyl je nezávislý na posunu hustoty pravděpodobnosti na ose x, protože Var(X) mi určuje jen šířku rozdělení.

Nové metody stereofonního kódování pro FM pomocí digitální technologie. Pavel Straňák, Phobos Engineering s.r.o.

Matematika 5 FSV UK, ZS Miroslav Zelený

DOPLNĚK 2 PŘEDPIS L 16/I

24 VLNĚNÍ Základní druhy vlnění a vlnová rovnice

Zdeněk Halas. Aplikace matem. pro učitele

A0M15EZS Elektrické zdroje a soustavy ZS 2011/2012 cvičení 1. Jednotková matice na hlavní diagonále jsou jedničky, všude jinde nuly

SEZNAM ANOTACÍ. CZ.1.07/1.5.00/ III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT VY_32_INOVACE_MA4 Analytická geometrie

Rovnice. RNDr. Yvetta Bartáková. Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou

9 Vybrané rovinné křivky

Požadavky k písemné přijímací zkoušce z matematiky do navazujícího magisterského studia pro neučitelské obory

Petr Chvosta. vlevo, bude pravděpodobnost toho, že se tyč na počátku intervalu τ B nachází nad vpravo

Parametrické přístupy k filtraci ultrazvukových signálů


Maturitní témata z matematiky

Jan Škoda. 29. listopadu 2013

Program SMP pro kombinované studium

Elektrotechnická fakulta

1. Parametrické vyjádření přímky Přímku v prostoru můžeme vyjádřit jen parametricky, protože obecná rovnice přímky v prostoru neexistuje.

Transkript:

Pasivní Koherentní Lokace Duben 2008

Obsah Koncepce systému PCL Princip Bistatický radar Problémy Základy zpracování PCL signálů Eliminace clutter Vzájemná funkce neurčitosti Detekce cílů Asociace měření Transformace do 3D prostoru Vedení cílů 2

Koncepce systému Jeden nebo několik vysílačů (FM, TV, GSM, atd.) ozařuje svým signálem cíl, přijímač monitoruje odražené signály a porovnává je se signálem přímým systém založen na principu bistatického radaru 3

Koncepce systému Bistatický radar l + L l = r1 + r2 ; a = 2 L e = ; b = a e 2 2 2 v e da c = 2 = fd dt f Sledované veličiny zpoždění mezi přímým a odraženým signálem (množina všech možných bodů splňující konstantní zpoždění = elipsa eliptická vzdálenost) Dopplerův frekvenční posun derivace eliptické vzdálenosti normálová složka rychlosti cíle (kolmá na tečnu elipsy) 4

Koncepce systému Určení polohy cíle měřením směru příchodu signálu Použití fázových anténních řad Těžko realizovatelný všesměrový systém 5

Koncepce systému Určení polohy cíle triangulací (stanovením průsečíku elips) Možno realizovat všesměrový systém Problém s asociací cílů při přepočtu z eliptických do Kartézských souřadnic 6

Koncepce systému Výkonová bilance Poměr SNR Pr P n = ( 4π ) 2 Pt λ σ B 3 2 2 1 2 0 r r kt BF U PCL je z hlediska dosahu systému důležitější spíše poměr přímý/odražený signál Pe P d 1 4π σ L B 2 ( r r ) Kromě signálů odražených od pohybujících se cílů, na anténu přijímače dopadají rovněž signály odražené od statických cílů clutter (budovy, odrazy od země, atd.) Zpracování signálů pod šumem = 1 2 2 integrační zpracování 7

Koncepce systému Nutné podmínky pro správnou funkci PCL Přímý a odražené signály nelze vzhledem k jejich velké dynamice zpracovávat jako jednu směs signálů, proto existují oddělené větve pro příjem přímého a odraženého signálu Musí být dodržena koherence všech kanálů Musí být dodržena korelovanost všech kanálů (všechny prvky přijímacího řetězce musí vykazovat stejné vlastnosti ve všech kanálech) V kanálech pro příjem odrazů je nutné odstranit přímý signál Je nutné odstranit ze signálu vliv clutteru Aplikace vyspělých metod číslicového zpracování signálů 8

Signály z antény Pro každý element antény Eliminace clutteru Aplikace přizpůsobeného filtru Detekce cílů (plot) Jednou pro každý vysílač Stanovení směru příchodu signálu Transformace SS Asociace měření Přepočet měření Vedení cílů v reálném 3D prostoru Eliminace clutteru Přizpůsobený filtr (CAF) Postupná eliminace cílů Odhad parametrů jednotlivých cílů (Vzdálenost, Doppler, Směr příchodu, Výkon,...) Ploty pro jeden kanál.. Přijímač CH 1........ CH n Reference Autokorelace Multikanálové koherentní zpracování Eliminace clutteru Přizpůsobený filtr (CAF) Postupná eliminace cílů Odhad parametrů jednotlivých cílů (Vzdálenost, Doppler, Směr příchodu, Výkon,...) Ploty pro jeden kanál Vedení v prostoru RxD Brány vedených 3D cílů...... Vedení v prostoru RxD Brány vedených 3D cílů Asociace cílů Sestavení obrazu letové situace Transformace souřadného systému Zavedení nových cílů Vedení cílů ve 3D 9 Letová situace

Eliminace clutter Clutter odrazy od předmětů s nulovým Dopplerovým posunem (budovy, terén, vodní hladiny, atd.) Leží v prostoru generovaném bází tvořenou zpožděnými referenčními signály Počet bázových vektorů závisí na maximálním zpoždění výkonově zajímavých odrazů Eliminace clutter = odstranění složek signálu ležících v prostoru generovaném bází (signál bez clutter je kolmý na všechny vektory báze) Řešení vede na velkou soustavu komplexních lineárních rovnic, Ax = b, kde A je čtvercová matice a její regularitu (závisí na modulaci referenčního signálu) nelze zaručit 10

Stanovení sledovaných charakteristik signálů (zpoždění + Doppler) Výpočet vzájemné funkce neurčitosti (CAF Cross Ambiguity Function), která je tzv. přizpůsobeným filtrem (maximalizuje poměr užitečného signálu k šumu na svém výstupu). Zpoždění (TDOA) Integrační čas CAF = vzájemná korelační funkce pro různé časové a frekvenční posuny signálů Lokální maximum v CAF (špička) svědčí o přítomnosti cíle T ( ) ( ) * ( ) j 2 ft CAF τ, f s1 t s2 t τ π = + e dt Dopplerův frekvenční posun (FDOA) 0 Přímý signál (reference), komplexní tvar Odražený signál, komplexně sdružený Velikost postranních laloků (mohou znesnadnit detekci) závisí na druhu signálu (šířka pásma, druh modulace, atd.). Z tohoto pohledu je nejvýhodnější nekorelovaný (bílý) šum, naopak deterministický charakter modulace může způsobit nejednoznačnost měření eliptických souřadnic (periodicita korelační funkce) 11

CAF pro různý modulační signál (FM vysílání) Hlas ( pomalá modulace s malou šířkou pásma) vs. hudba (rychlé změny, velká šířka pásma) 12

Výpočet CAF pomocí FFT k ( * CAF τ, = FFT s ( ) ( )) 1 n s2 n + τ, pro 0 τ τ MAX N 2. krok: FFT 1. krok: Signálový součin Pro snížení výpočetní náročnosti decimace CAF s clutter a bez clutter 13

Příklad výsledku výpočtu CAF Cíl č.1 Cíl č.3 Cíl č.2 Cíl č.4 Šumový práh zpracování Cíl č.5 Cíl č.6 Cíl č.7 Cíl č.8 Eliptické souřadnice cíle - Eliptická vzdálenost, Eliptický Dopplerův posun 14

Detekce odrazů Odrazy jsou detekovány a eliminovány postupně od nejvýkonnějšího k nejslabším, Poloha odrazu je dána vždy výkonovým maximem v CAF, Detekce jednoho odrazu zahrnuje: - odečet jeho polohy v prostoru Range x Doppler x (Azimut x Elevace), - eliminaci odrazu v CAF, odraz z CAF zmizí (odstranění hlavního i všech falešných lokálních maxim), Omezený počet iterací, Limit maximálního výkonu v CAF pro zahájení odečtu. Vedení v prostoru Range x Doppler Vyloučení falešných osamocených měření Predikce polohy cíle na několik následujících integračních intervalů 15

16

Vedení v prostoru Range x Doppler 17

Směr příchodu Více kanálové zpracování (ERA 8 kanálů) totožného frekvenčního pásma (více CAF): - lepší pokrytí sledovaného prostoru, - určení azimutu a elevace odrazu, Odraz je detekován ve více CAF s totožnou polohou Range x Doppler, ale v různé amplitudě a fázi, Konkrétní odraz lze v každé CAF parametrizovat jedním komplexním číslem, Ideální zobrazení Z z prostoru Azimut x Elevace x Polarizace do C 8, model anténních charakteristik, Hledání inverse zobrazení Z pro konkrétní odraz, detekce odrazu v menším počtu CAF, šum, Určení azimutu a elevace není příliš přesné a vždy jednoznačné, Každá změna okolí anténního systému má vliv na zobrazení Z. Nebezpečí systematických chyb. 18

Asociace měření z různých frekvenčních kanálů (různé vysílače) Odraz od téhož cíle má v CAF různých vysílačů různou RxD polohu, ale totožný azimut a elevaci, Dva stupně asociace: - přiřazení měření RxDxAxE již (v 3D) vedeným cílům, přiřazuje se podle všech z CAF odečítaných souřadnic, brány Kalmanova filtru, - asociace zbylých měření podle azimutu a elevace, Systematické chyby v určení azimutu a elevace, asociace je na rozdíl od vedení na tyto chyby méně citlivá. Přepočet primárních měření do 3D Kalmanův filtr = predikce, měřící šum, řídící šum (model pohybu cíle), brány pro primární měření, Aktualizace jednotlivých treků měřeními přiřazenými pomocí bran, Přepočet asociovaných měření do 3D (zavádění nových treků): - přímý analytický přepočet dvě elipsy rovina nebo tři elipsy, analytická geometrie v prostoru, - přeurčený přepočet v případě více než tří elips nebo v případě těsně se míjejících elips, vícerozměrné Gaussovy náhodné veličiny, Problémem je především špatná podmíněnost pro vedení a přepočty v reálném 3D, výšku cílů nelze často určit a je nutné ji volit. 19

Pasivní Koherentní Lokace Duben 2008 Děkuji za pozornost Otázky?