Введение к работе
Актуальность темы. Мри исследовании вопросов обработки информации и управления, наблюдениями радиолокационных среден», систем оптической локации и других специальных информационных систем нередко возникают чадами оценивания параметров случайны* процессов, суть коюрих заключается в оценивании некоторых непосредственно ненаблюдаемых параметров Л (векторных или скалярных) in множества Л на основе данных полученных наблюдений X. Одним из известных, подходов к решению таких задач является байесовский подход, при котором предполагается, что ненаблюдаемые параметры Л есть случайные величины с и шестым распределением. Таким образом, при полном знании всех вероятностных мер па множествах, соответствующих рассматриваемой задаче, т.е. при полной априорной онредслености, минимизируется безусловное среднее фунивди потерь, называемое средний риском. В общей форме такая задача решена дли произвольных X иХ, но крайней мерс в байесовской постановке. Хотя, даже в этом случае, не говоря о небайесовекззм, при конкретизации X и Л возникает множество вопросов и важных деталей.
Однако в ряде практически важных случаев, а именно при работе информационных систем по групповым объектам (целям) в условиях сложной номехоной обстановки, наблюдаемые случайные процессы можно рассматривать ль.ш, как совокупность случайных Процессов, характеризующихся помимо индивидуальных параметров, еще и структурными, или, как в данной диссертации, общегрупповыми параметрами, которые определяют структуру-- и повеление всей совокупности объектов в целом. Присутствие и векторе параметров общегруииовой части позволяет рассмотреть задачу его оценивания, к:ч. самостоятельную задачу. Причем и некоторых практически важных случаях она оказывается разрешимой даже тогда, коїдт не удаемся достаточно эффективно оценить парамсіри, характеризующие отдельною представителя группы случайных процессов. Так, например, при наблюдении за групповыми источниками активных помех неизвестном моіиноси' движущихся по близким траекториям, заірудіпіек:! возможность оценивания известными методами параметров і раек Юрий Носителей таких помех. Поэтому во'растае. актуальность лдачи определения траектории движения зтой і рушил и целом, i.e. оікигн обінеірунцовмх параметров движения, 'ішиис оценок іаких нарамсі|<ои
позволяет в дальнейшем использовать их для уточнения парамсфов движения каждого источника.
Другими примерами прикладных задач, сводящихся в конечном счете к задаче оценивания обшегрушювых параметров, могут служить задачи идентификации и согласования множеств оценок фазовых векторов, получаемых сложными ошическими и радиолокационными измерительными системами. Существенной особепиосіью таких систем является наличие систематических искажений в ихизмерительпых каналах. В ряде случаев данные искажения могут бить представлены в виде суперпозиции преобразований поворота, сдвига и изменения масштаба исходного пространства векторов, описывавших состоянии исследуемых процессов. В свою очередь параметры таких преобразований мої ут рассматриваться в качестве общегрушювых, характеризующих всю совокупность измерений. При такой постановке проблемы задача еншеза алгоритма оценивания общегрушювых параметров преобразований становится объективно необходимой.
Еще одним типом задач, решение которых актуально с точки зрении автора нГможет Сыть получено на основе предлагаемого в данной рабоїс подхода, являются задачи идентификации совокупностей динамических объектов. Действительно, при классификации мноіих объектов реального мира необходимо учитывать не только особенности, характеризующие ли объекты в отдельные моменты их развития, но и такие особенности, которые характеризуют процесс всего развития или движения. Типичной задачей такого класса является задача определения параметров движения перемещающихся на фоне поверхности Земли или старіующих с ее поверхности объектов с одновременной их классификацией на основе данных измерений, получаемых от оптически* систем наблюдении, установленных на спуп.іке, а также априорных данных о возможных положениях этих обьектов в выделенные моменты времени. Использова йе единой? интегрального описания наблюдаемых процессов позволяет сделать возможным синто рекуррентного алгоритма оценивания параметров таких объектов с одновременной их классификацией и оценкой общегрушювых нарамеїров обстановки.
В ряде работ уже рассматривались проблемы, аналогичные описанным выше. Однако до сих пор не было предпринято пони тки выработать единый подход к их решению. Более того, известные до сих пор решения подобных задач были получены в рамках достаточно жестких предположений и не охватывают ряд практически важных приложений.
Таким обраюм акіугльность темы диссертационной работы обусловлена не тилько наличием ряда важных проблем, которые удастся' реши lb на основе предлагаемого общегрушювого подхода, но и недостаточностью разрабоїки конкретной теории и методологии исследования данной научной задачи, суп. которой может быть определена следующим образом:
- формализация модели сложного группового динамического объекта, как
совокупности случайных процессов, учитывающая особенности структуры
объекта, а также процесса его развития в целом;
выделение, а татем к оценивание общегрупповой части векторз параметров, характеризующей структуру совокупности случайных процессов;
изучение опенок общегруппопых параметров с пелыо уточнення как совокупного нотедени;< сложного группового - обьекта, так и для оценивания параметров, характеризующих отдельного представителя, с одновременной идентификацией, составляющих данного обьекта.
Целью диссергицйоиікій 55і:.бот;л является разработка обшегрушзового подхода, а также методики его применения к решению задач статистического оценивания, возникающих при исследовании Функционирования радиотехнических систем, таких как Ї'Ж", систем оптической локации, космических информационных систем, и случае когда в качестве распознаваемых обьектов выступают сложные групповые оби-кш.
При лом среди полученных результатов могу г быть выделены некоторые, имеющие, по мнению автора, свучную зювязяу, а именно:
- алюритм определения общегрушювого параметра перемещения группы
источников помех, движущихся по близким траекториям л синтез иа сто
основе алгоритма первичной обр диски в многоканальной ЛР [1);
аналитический анализ эффективности вышеуказанного алгоритма, впервые выполненный и опубликопашшй автором [1);
истпер-.щкошшй алгоритм согласования множеств точек 3-х мерною пространства, основанный из выделении общсгрупповых параметров преобразований пространства, а также аіі.шиїпчеекий анализ сто зфф'сктнві чли(5];
алгоритм уточнения положений стартующих oGiaiktoh иа поверхности Земли, основанный на оценивании ічіщеіруииовь.х параметров искажения фазового просгрансіва (4];
модифицированный алгоритм нолигауссоиой филырашш при наличии ограничений на фазовый век тор [2];
алгоритмы межкадроиой обработки оптических изображений и реперной привязки оптических космических систем [}}.
Перечисленные результаты являются положениями, выносимыми на защиту.
Разработанный в работе подход к представлению сложною группового динамического обілкта, как совокупности случайных процессов, учитывающей особенности структуры обьскта : процесса ею развития в целом, в терминах общет руштовмх параметров, позволил решить не только ряд практически пажных задач оценивании, но и аналитически изучить эффективность получаемых алюри і мов, что несомненно имеет большую теоретическую значимості,. Кроме юго, данный общегруипоиой подход может выступать в качестве теоретической основы для иочых исследований в области распознавания динамических объектов.
На основе вышесказанного можно надеяться, что общегруипоиой подход к решению задач оценивания окажется эффективным и позволит решить ряд новых актуальных задач.
Методы исследовании, прммснпые в работе, основаны па использовании математического моделирования, математической статистики, вычислительной математики, компьютерных технологий.
Практическим ценность работы заключается и том, что па основе единого математического подхода удалось синтезирован, ряд алгоритмов, решающие актуальные практические задачи, например, синтез первичной обработки в 1'ЛС при работе по сложному труштовому обьекту, а также синтез алюрнтма классификации стартующих oCVu-kiou и уточнения их точек старта. Алгоритм... реализованы в виде программ, экономичных с вычислительной точки зрения, которые могут быть непосредственно применены ряде информационных систем, таких, например, как система обнаружения и контроля космического пространства и др..
Апробации работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на научных семинарах в ЦСИ МАК "Нымпел", научно-технических конференциях МФТИ.
Публикации. Поземе диссертации опубликовано 5 научных работ.
Объем работы. Диссертация состоит из четырех глав, введения и заключения, а также списка литературы, содержащего 53 наименования. Общий обззем работы 210 страниц, и том числе. 29 русушеов, У таблиц:
