Введение к работе
Актуальность темы диссертации.
В настоящее время в различных технологиях дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) все большее применение находят радиолокационные системы, основанные на принципе синтезирования апертуры (РСА), авиационного и космического базирования.
Перспективы дальнейшего повышения информативности космических радиолокационных систем ДЗЗ требуют от техники космических РСА освоения новых частотных диапазонов (Р, VHF, UHF) и уровней разрешения (единицы метров). В решении этих вопросов большую роль сыграли основополагающие исследования и практические результаты таких ученых, как А.И. Калмыков, В.Б. Штейн-шлейгер, В.Н. Цымбал, В. Larson, L.M.H. Ulander. Н. Hellsten и др.
Влияние траекторных и атмосферных ошибок, неидеальности аппаратурного тракта, приводят к существенным ограничениям пространственного разрешения РСА и рабочей длинны волны. Особенно эти ограничения заметны при реализации в космосе РСА, работающих с длиной волны больше 30см и(или) при требовании пространственного разрешения лучше 1м. Механизм влияния этих факторов приводит к появлению параметрической, а в худшем случае непараметрической, неопределенности системной характеристики сквозного канала при восстановлении радиолокационного изображения (РЛИ) и, соответственно, к невозможности получения изображений с заданным качеством.
Современный уровень развития теории оптимальной обработки сигналов в пространственно-временных каналах, возможности методов цифровой обработки, уровень развития вычислительной техники обеспечивают отмеченной выше проблемы.
Общая схема решения задачи восстановления РЛИ при неизвестной системной характеристике в статистической постановке эквивалентна адаптивной байесовской схеме и описывается теорией статистического синтеза систем при наличии априорной неопределенности. Здесь необходимо отметить классические работы прежде всего отечественных ученых Б.Р Левина., В.И. Тихонова., В.Г. Репина, Г.П. Тартаковского, Р.Л. Стратоновича, АЛ. Трифонова, Ю.С. Шинакова, СЕ. Фальковича, В.И. Пономарева, и др.
Решение задачи восстановления РЛИ может быть разделено на два этапа. На первом этапе находятся оптимальные байесовские
4 оценки системной характеристики канала, на втором этапе они используются в алгоритме восстановления РЛИ, построенный в предположении полной априорной определенности.
В различных приложениях используются различные подходы к определению системной характеристики канала. Общим для них является задача оценки передаточной функции канала путем измерения отклика канала на априорно известное входное воздействие. Это могут быть или специальные детерминированные сигналы или случайные процессы с априорно известными статистическими характеристиками.
Одним из таких способов могут быть методы и алгоритмы восстановления многомерных сигналов по их амплитудному спектру, разработанные отечественными учеными В.П. Бакаловым, П.А. Ба-кутом, и др.
Другой подход к решению подобной задачи, основанный на использовании в качестве моделей входных сигналов негауссовых случайных процессов - биспектралное оценивание, связан с именами таких ученных, как А.Н. Колмогоров, А.Н. Малахов, П.И. Кузнецов, Р.Л. Стратонович, В.И. Тихонов, В.П. Леонов, А.Н. Ширяев, C.L. Nikias, V.R. Raghuveer, D.R. Brillinger и др.
Значительно раньше задача построения адаптивной системы обработки радиосигналов встала перед разработчиками систем связи. В частности, еще в 1959 году была опубликована основополагающая в этом направлении работа Д.Д. Кловского по разработке скоростной системы передачи дискретных сообщений по многолучевым каналам с периодическим зондированием канала испытательным импульсом (зондирующим сигналом). В 1960 году им разработан алгоритм оптимального приема дискретных сообщений в стохастическом многолучевом канале с БГШ, с использованием обратной связи по решению (приемника о символах, переданных до анализируемого). Далее это направление было развито в работах Д.Д. Кловского, Б.И. Николаева, В.Г. Карташевского, Г.Д. Форни, М.Е. Austin и др.
Нельзя не отметить успехи, достигнутые в теории и практике РСА, при разработке методов и алгоритмов преодоления параметрической неопределенности. Это прежде всего алгоритмы оценки доп-леровского центроида, автофокусировки и коррекции геометрических искажений РЛИ. В разработке указанных алгоритмов наиболее заметную роль сыграли ученые: S. Madsen, R.G. White, D. Blacknell,
5 A. Freeman, J.W. Wood, C.J. Oliver, A. Mbreira, C. Mrazek, S. McCandless, A. Monti-Guamieri, C. Prati, E. Damonti., и др.
В случае сильных искажений пространственно временного сигнала, обусловленных относительно высокой динамикой перемещения в пространстве фазового центра антенны и(или) глубокими флюктуациями параметров среды распространения, а также априорно неизвестными искажениями в аппаратурном тракте, параметрические модели пространственно временного сигнала РСА становятся неадекватными характеру искажений и приходится использовать непараметрические модели.
