автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.04, диссертация на тему:Методы оптимизации приемных трактов радиометров для проведения классификации зондируемых поверхностей

ФЕДЕРАЛЬНАЯ АВИАЦИОННАЯ СЛУЖИЛ РФ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ

с| И!ПП

- э " ' 1 " На правах рукописи

ОРЛОВ ИГОРЬ ОЛЕГОВИЧ

МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ ПРИЕМНЫХ ТРАКТОВ РАДИОМЕТРОВ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ КЛАССИФИКАЦИИ ЗОНДИРУЕМЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Спец.05.12.04 "Радиолокация и Радионавигация"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва, 1997 г.

Радиоэлектронные системы и устройства ДА для изучения окружающей среды. - М. 1991, с. 6-28

6. Логвин А.И., Орлов И.О. Радиолокационные системы миллиметрового диапазона для решения задач дистанционного зондирования. В кн.: Радиооборудование ДА для решения задач ПАНХ. - М.: 1992, с. 3-15

7. Орлов И.О. Отчет по НИР "Разработка и исследование многоканальных радиометрических бортовых приемных комплексов КВЧ", М. 1989, раздел 3 "Разработка и исследование основных узлов РМР комплекса", с.39 —56, № г.р. РФ 1314901

8. Орлов И.О. Оптимальная обработка поляризованных сигналов для дистанционного зондирования. В кн.: Тезисы докладов ВНТК "Научно —технический прогресс и эксплуатация воздушного транспорта". — М., 1990, с.56

9. Лутин Э.А., Орлов И.О. Повышение достоверности результатов измерения активно — пассивным комплексом. Там же, с.60

10. Орлов И.О., Орлов O.E. Исследование схем построения КВЧ космических РМР. Отчет по НИРР1989, М., Труды НИИМП.

11. Орлов И.О. Сравнительная характеристика многоканальных радиометров КВЧ. Отчет по НИР "Радуга-3", 1992, М., Труды НИИМП

ЛР ТО20580 от 23.06.92 г. Подписано в печать 29.05.97 г.

Печать офсетная Формат 60x84/16 1,0 уч.-изд.л.

0,93 усл.печ.л. Заказ №1160/Тираж 50 экз.

Московский государственный технический университет ГА Ред'акиионно-издательский отдел 125492 Москва, ул.Пулковская, д.6а

Московский государственный технический университет ГА,1997

©

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Методы дистанционного зондирования, в частности теплового радиозондирования земных покровов, интенсивно развиваются в последние годы. Очень важные задачи, решаемые методами дистанционного зондирования (ДРЗ) с борта летательных аппаратов (ЛА) или с ИСЗ, относятся к гражданской авиации. Это связано с вопросами посадки и взлета ЛА на поверхности, специально не предназначенные для этих целей. Для обеспечения соответствующей безопасности полетов необходима достоверная информация о состоянии подстилающих поверхностей, что наиболее актуально для полярной авиации. Так, например, ежегодно на дрейфующие льды Северного Ледовитого океана совершается несколько тысяч посадок воздушных судов (ВС) с выбором места посадки с воздуха, причем состояние ледового покрова часто оценивается по косвенным признакам, что может приводить к аварийным ситуациям и гибели ЛА. Отсюда поз ни каст задача мониторинга подстилающих поверхностей, т.е. целенаправленной системы наблюдения й контроля за состоянием подстилающих поверхностей. Классификация этих поверхностей является составной частью мониторинга.

К сожалению, проблема классификации различных земных покровов достаточно сложна из —за имеющегося их многообразия, поэтому решению этой задачи уделяется много внимания, однако, остается достаточное количество нерешенных вопросов. К ним относятся: получение вполне достоверной информации о данной поверхности; обеспечение оперативности поступающих данных; определение точного местонахождения ЛА по отношению к зондируемой поверхности и т.д. При решении указанных Задач следует учитывать вероятностный характер многих процессов, эпределяющих состояние зондируемой поверхности.

Преобладающую роль для повышения достоверности принимаемой информации играет оптимизация приемных трактов радиометров с учетом случайного характера выделяемых параметров з виде случайных процессов. Поэтому здесь возникает актуальная научная задача разработки методов классификации зондируемых поверхностей с помощью радиометров путем оптимизации их приемных трактов.

Цель работ!,I

Целью работы является обоснование повышения достоверности толучаемой информации о состоянии земных покровов на основе ^пользования методов статистической оптимизации приемников эвдиометров.

Поставленная цель достигается решением следующих основных

1. Формулирование требований, предъявляемых к радиометрам для осуществления классификации.

2. Анализ методов классификации.

3.Оптимальное решение конструкции радиометра — спектрометра

4. Экспериментальная проверка теоретических результатов.

Научная новизна работы состоит в том, что в ней впервые:

1. Разработаны статистические методы классификации земных покровов;

2. Разработаны оптимальные схемы построения радиометров;

3. Обоснованы теоретические вероятностные модели радиоте — илового излучения;

4. Получены экспериментальные результаты по функционированию оптимальных структур радиометров.

Практическая значимость работы состоит в том, что полученные результаты позволяют:

1. Реализовать оптимальные структуры приемных устройств для повышения достоверности получаемой информации;

2. Применять методы статистической классификации земных покровов для определения их состояния;

3. Оценивать качество получаемой информации о состоянии земных покровов;

4. Выбирать для разных ситуаций наилучшие (в определенном смысле) методы статистической классификации;

5. Оценивать влияние ошибок измерения на достоверность получаемой информации.

На защиту выносятся:

методы статистической классификации земных поверхностей и оригинальные решения при построении основных узлов радиометра.

Апробация работы

Результаты работы докладывались на межкафедральных семинарах МГГУГА и на ВНТК "Научно —технический прогресс и эксплуатация воздушного транспорта" (Москва, 1990).

Внедрение

Результаты работы внедрены на предприятиях: НИИ МП (г.Москва) и ЗАО "МНИИРС —Ц" (г.Москва), о чем имеются соответствующие акты о внедрении.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 12 работ.

Структура и объем диссертационной работы

Работа состоит из Введения, четырех разделов, Заключения и списка цитируемой литературы.

Общий объем диссертации составляет 102 страницы и включает 35 рисунков, 6 таблиц. Список используемой литературы содержит 89 наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение

Во введении обосновывается актуальность проводимых исследований, дается общая постановка задачи, решаемой в диссертации, дается аннотация работы.

Раздел 1. Использование микроволнового излучения земных покровов для решения задач их классификации

Любые объекты, существующие в природе, в результате случайных тепловых движений элементарных носителей излучают некоторую электромагнитную энергию. В общем случай собственное излучение природных объектов имеет форму электромагнитного шума с очень широким частотным диапазоном. Это излучение принимают радиометры, которые как измерительные устройства измеряют тепловые электромагнитные шумы поверхностных покровов Земли. Основным информационным параметром, который выделяется в радиометре, является радиояркостная температура, которая определяется степенью интенсивности радиотеплового излучения земной поверхности.

Излучателыия способность тела х является функцией ;материала, из которого состоит зондируемый объект (почва, лед, морская вода и т.д.); геометрии зондируемого объекта (широховатости поверхности, степени стратификации, наличия неоднородностей и т.д.); частоты излучения и поляризации радиоволн, которые принимаются радиометром. Отметим, что в принципе неполяризованное радиотепловое излучение становится поляризованным при прохождении через какую—либо границу раздела сред (например, вода —лед —воздух и т.д.).

То, что радиотепловое излучение является поляризованным позволило в последние годы развиться целому направлению при дистанционном зондировании земных покровов, а именно: пассивной радиополяриметрии земных поверхностей. Методы пассивной радиополяриметрии интенсивно стали использоваться при выполнении классификации поверхностей. Соответственно, оптимизация приемных трактов радиометров должна учитывать статистический характер поляризационных параметров радиотеплового излучения.

Случайный характер электромагнитной волны (ЭМВ), излучаемой зондируемой поверхностью, функционально связан со статистическими неоднородностями геометрической формы u(F,f) и комплексной диэлектрической проницаемости ¿(г,/), где и(?,() — некоторая случайная функция координат и времени, показывающая отклонение точек поверхности от равновесного положения Z=0, Г — вектор, I — текущее время.

Амплитуда E(t) и фаза, определяемая волновым числом К (t), ЭМВ, излучаемой зондируемой поверхностью, изменяются случайным образом, причем эти изменения в общем случае являются стохастическими процессами. Поляризационные параметры ЭМВ также будут вести себя как случайные процессы. Случайным процессом является и радиояркостная температура T„(t).

Анализ показал, что сигналы собственного микроволнового излучения подстилающих поверхностей являются реализациями случайного процесса и распределены по нормальному закону. В то же время, если прием таких сигналов осуществляется с помощью приемников с полосой частот порядка нескольких процентов от среднего значения частоты в исследуемом спектральном интервале, то можно выделить огибающую флуктуационного процесса, которая подчиняется закону Релея.

Очевидно, что сами измерения радиояркостной температуры не имеют самостоятельного значения, а представляют интерес с точки зрения. определения с их помощью различных электрофизических, термодинамических и механических характеристик зондируемого объекта. Поэтому важно иметь уравнение соответствия между измеряемыми на практике величинами и параметрами объекта.

Так как измеряемая радиояркостная температура ведет себя как случайный процесс, все связанные с пей параметры зондируемых поверхностей будут иметь стохастических характер. Согласно этому для повышения точности определения различных характеристик подстилающих поверхностей необходимо осуществлять обработку принимаемых сигналов микроволнового излучения поверхностей методами теории оптимального приема, в частности для случайных процессов, методами теории оптимальной фильтрации.

Определение тех или иных электрических, физических, механических и других параметров подстилающих поверхностей может иметь самостоятельное значение (например, определение толщины и механической прочности морского льда для осуществления посадки ЛА на лед). Однако, наиболее интересная и важная в научном плане задача при выполнении измерений с помощью радиометра заключается в проведении классификации различных поверхностей с помощью различий в их основных характеристиках. Поэтому далее в работе рассматриваются основные методы классификации земных поверностей по измерениям

радиояркостной температуры с борта ДА или ИСЗ с помощью радиометра.

Раздел 2. Методы классификации подстилающих поверхностей при обработке сигналов ралиотеплового излучения

Изменения в процессе излучения радиояркостной температуры подстилающих поверхностей позволяют делать заключения о свойствах тех объектов, радиотепловое излучение которых принимается радиометром. Используя различные значения яркостной температуры, измеренные на разных частотах (многоканальные радиометры) и на разных поляризациях (чаще всего на линейных видах, а именно: на горизонтальной и вертикальной), т.е. и где l¿ — некоторая выбранная частота приема

радиометра с учетом разработанных и разрабатываемых моделей фукциональных связей ТЯА( и с физическими, механическими, химическими и другими параметрами зондируемых объектов определяются перечисленные параметры.

При этом, методами пассивного радиолокационного дистанционного зондирования можно решать очень важные проблемы авиации, судоходства, океанологии, сельского хозяйства и т.д. Важность такой информации трудно переоценить ввиду возможностей осуществления зондирования в очень больших пространственных решетках с необходимой степенью оперативности.

Решение перечисленных задач может быть объединено одним общим понятием: решение задач классификации зондируемых поверхностей. Чтобы классифицировать зондируемые поверхности необходимо в достаточной мере знать свойства этих поверхностей. Задача классификации может рассматриваться как важнейшая, требующая своего решения, при этом данная задача должна решаться с необходимой степенью достоверности, оперативно и доступными техническими средствами. Для ее решения следует обратиться к возможным вариантам классификации некоторых объектов, понимая, что сформулированная постановка задачи соприкасается с фундаментальной проблемой распознавания образов, которая пока далека от своего решения. Причем, очевидно, что решение задачи классификации некоторых объектов по набору присущих им признаков относится к любым видам объектов, поэтому здесь не ставится вопрос об общем решении данной задачи, а рассматриваются лишь некоторые аспекты, связанные конкретно с измерением радиояркостных температур подстилающих поверхностей.

Как известно, все классификаторы можно разбить на два вида: классификаторы с детерминированным правилом решения и классификаторы со статистическим правилом решения. В первом случае общее пространство признаков, характеризующих объект, разбивается на N взаимно непересекающихся подпространств,

соответствующих каждому из заранее определенных классов. Во втором случае классификация выполняется в рамках теории статистических решений или проверки статистических гипотез.

В работе сформулирована общая постановка задачи классификации обчлктов и 5 последовательно сформулированных задач, вытекающих из общей постановки. Так как в диссертации рассматривается задача классификации зондируемых поверхностей, то сформулированная выше общая постановка задачи классификации объектов конкретизирована применительно к задаче классификации поверхностей. Рассмотрено понятие вектора признаков X объекта. Например, признаками морского льда однолетнего, двухлетнего и т.д. являются значения радиояркостных темеператур, измеренных при разных частотах зандирования поверхности на разных поляризациях и при разных углах зондирования. Показано, что при использовании кросс — поляризационных измерений число признаков заметно увеличивается, причем кросс —поляризационные измерения могут быть существенно более информативны, чем измерения на основных поляризациях радиотеплового излучения. Соответственно рассмотрена задача выбора достаточных признаков.

Сформулированы основные требования, предъявляемые к приемным устройствам радиометров для решения задачи классификации земных покровов. Основные требования, которые предъявляются к любым измерительным системам для радиометрических систем трансформируются в необходимость совместной обработки информации в ортогональных каналах приема (объем информации), повышение точности выделения информационного параметра — радиояркостной температуры (достоверность) и обеспечение постоянного коэффициента усиления приемного тракта радиометра (точность). Все эти требования выполняются путем оптимизации соответствующих трактов приема радиометра но определенным критериям, основным из которых был выбран критерий минимума среднеквадратической ошибки измерения выделяемого параметра, т.е. либо принимаемой мощности радиотеплового сигнала, либо его радиояркостной температуры. Так как эти величины являются случайными процессами оптимизация приемных трактов радиометров выполнялась в рамках статистического синтеза теории фильтрации сигналов. При этом наиболее продуктивные результаты дает марковская теория оптимальной нелинейной фильтрации.

Как основные рассматриваются статистические методы классификации земных покровов. Хорошо известен байесовский классификатор, который прост в реализации и эффективен в применении, но требующий знания априорной информации, которая в практике дистанционного зондирования зачастую отсутствует. Априорная неопределенность в свою очередь подразделяется на

параметрическую и непараметрнческую. В рассматриваемом случае, когда имеем дело с подстилающими поверхностями, достаточно хорошо подразделяемыми на классы (с точки ярения их излучательных характеристик, а не по их физической природе) целесообразно решать задачу распознавания поверхностей на основе статистического подхода в рамках параметической априорной неопределенности, т.е. когда известен функциональный вид плотностей распределения вероятностей векторов признаков в каждом классе с точностью до конечного числа неизвестных параметров. Такая целесообразность обусловлена тем, что на сегодня в специальной литературе имеется достаточно большое количество сведений о статистических характеристиках излучения различных поверхностей (лесные массивы, сельскохозяйственные угодья, морская поверхность, ледовые образования и т.д.). Круг соответствующих функциональных видов плотностей распределения вероятностей векторов признаков объектов достаточно ограничен и включает в себя, как наиболее часто встречающиеся: нормальное распределение, распределение Вейбулла, экспоненциальное распределение, К—распределение.

Показано, что в данном случае байесовский подход требует довольно большого объема априорных сведений и эффективен тогда, когда используются нормальные распределения. Однако для реальных ситуаций такой подход малорезультативен. Поэтому в работе был подробно исследован динамический метод классификации поверхностей, основанный на применения алгоритма калмаповской фильтрации. Этот метод описан применительно к конкретному случаю, когда классификация связана с ледовыми покрытиями.

Пусть Х(п) вектор — столбец размерности (Бх1) определяемый во времени 1(п), где п —номер отсчета, описывает фракционные части различи!,IX типов поверхности в рамках одной области. Из этих частей Б—! являются независим!,тми, а все они в сумме составляют единицу. Принимаем, для примера 5=4, т.е. рассматривается открытая вода, однолетний лед, двухлетний лед и многолетний лед, соответственно вектор X имеет вид:

т

Х=(ХК, Х№ ХГ1, Х„),

где индексы "в", "о", "д" и "м" означают: вода, однолетний лед, двухлетний лед, многолетний лед соответственно.

Уравнение состояния при переходе системы от ¡(п) к 1(п+1) выглядит следующим образом:

Х(п+1)=Ф(п+1/п)Х(п)+5(п+1)+У(п+1),

где матрица перехода Ф размером БхБ отражает физические процессы, происходящие с поверхностями во времени; вектор — столбец 5 размерностью (Бх1) есть детерминированная составляющая уравнения, отражающая некоторое первичное состояние поверхности; вектор — столбец V размерностью (Бх1) — белый гауссовский шум с известной ковариацией.

Уравнение наблюдения имело вид:

г(п)=Н(п)Х(п)+\У(п),

где Н— матрица размерностью (тх5), относящаяся к 5 состояниям поверхности и к т измерениям 2. Рассматривается случай 5—4 и т=2. Вектор — столбец Ш(п) размерностью (тх1) отражает случайную ошибку измерений с соответствующей ковариацией.

В рамках сформулированной задачи была показана возможность проведения классификации поверхностей (не только для морского льда), причем существенным для решения задачи является корректное задание первичного состояния поверхности и фиксация изменения ее состояния через определенные временные промежутки.

В любом случае, для разных алгоритмов классификации используются только радиояркостные температуры, поэтому для решения классификации необходимо точно определять значения радиояркостных температур с помощью радиометра.

Этим вопросам посвящен следующий раздел работы.

Раздел 3. Результаты разработки и исследований

многоканального_КВЧ_радиометра — спектрометра_для

дистанционного зондирования пространства Земля —Океан — Атмосфера

Описывается многоканальный радиометр — спектрометр мм — диапазона, в котором используется многочастотный антенный облучатель, что позволило совместить во времени и пространстве спектральные и поляризационные виды измерений на разных длинах волн.

Данный радиометр работает в 7 частотных диапазонах с 12 каналами приема, где в состав каждого приемного канала входят: смеситель преобразователя частоты вниз; гетеродин; УПЧ.

В пяти частотных каналах приема одновременно принималось радиотепловое излучение вертикально— и горизонтально — поляризованное, т.е. получалось реально десять каналов приема, а в двух каналах принимались только вертикальнополяризованные электромагнитные волны.

Радиометрический комплекс включал семь радиометрических каналов на длины волн Л = 3,1; 4,0; 6,2; 8,0; 8,6 (дне ортогональные поляризации) и 15мм, которые работают на общую антенну. Была предусмотрена возможность подключения канала Л = 2,53мм с целью проведения спектральных измерений в линии поглощения кислорода. Каждый радиометрический канал построен по классической схеме супергетеродинного приемника модуляционного типа.

Для сбора и обработки информации, поступающей с многоканального сканирующего радиометра— спектрометра мм — диапазона, был разработан и изготовлен универсальный информационно —вычислительный комплекс на базе персональной ЭВМ и крейта КАМАК.

Информационно — вычислительная система обеспечивала управление, сбор, обработку, отображение и накопление информации, поступающей с различных датчиков в реальном масштабе времени.

Были проведены измерения температурного или соленнстого "следа", зарагестрированного через некоторое время после дождя и связанного с мелкомасштабными флуктуациями температуры и солености в приповерхностном слое морской воды.

В работе представлены синхронные регистрограммы изменений радиотеплового излучения на разных длинах волн. Максимальный контраст радиояркостной температуры Тя морской поверхности на горизонтальной поляризации достигал ~ 150К, а на вертикальной ~ 40-60К.

Наблюдаемая столь большая поляризационная разность Тя объясняется значительным различием излучательных и рассеивающих характеристик морской поверхности на различных поляризациях при выбранных углах визирования. Таким образом, поляризационные характеристики принимаемого радиотеплового излучения могут служить высокоинформативными признаками при осуществлении классификации поверхностей. Кроме того фиксировались спектральные вариации радиотеплового излучения морской поверхности с периодом 5—15мин. Вариации радиотеплового излучения наблюдаются на длинах волн А =6,2мм и Л=8,6мм (на обеих поляризациях) и практически отсутствуют в каналах Л— 15мм. Изменение контраста радиояркостной температуры морской поверхности при этом достигает АТЯ = 20—30 "К, при чем отмечается как увеличение, так и уменьшение Тя относительно фонового уровня.

Были получены панорамные радиотепловые изображения подстилающей поверхности с целью построения радиотепловой карты.

В работе приведены примеры панорамного изображения, полученного при радиокартографировании границы вода —суша на длине волны Л—8,6мм (горизонтальная поляризация). Алгоритм

обработки изображения включал выделение контрастного контура береговой черты. Пространственный элемент разрешения на изображении с учетом сглаживания и фильтрации составляет ~3км вдоль линии сканирования и ~6км вдоль трассы движения самолета.

Дальнейшие исследования были связаны с потенциальными возможностями повышения точности работы, как измерительной системы, радиометрического комплекса.

Раздел 4. Результаты разработки и исследований основных узлов радиометрического комплекса

В работе исследовались возможности повышения качественных характеристик различных узлов радиометрического комплекса, включая такие узлы, как предварительный УПЧ, гетеродин, пятиканальный делитель мощности, широкополосный усилитель мощности, полоснопропускающие фильтры. Но основная задача была в реализации оптимальной структуры приемного тракта радиометра.

Оптимальная структура приемника радиометра исследовалась методом имитационного моделирования. В данном случае целью имитационного моделирования была проверка работоспособности приемных устройств радиометра, построенных в соответствии с алгоритмами оптимальной обработки поляризованных сигналов. Эти алгоритмы являются логическим развитием приемных устройств радиометра описанного выше комплекса. Кроме проверки работоспособности синтезированных устройств, естественно, требовалось получить необходимые сведения об основных показателях функционирования исследуемых устройств. В частности, важными вопросами являются чувствительность приемных устройств к изменению входных воздействий, оценка уровня коррелированности выделяемых в приемнике параметров, устойчивость работы приемных устройств при изменении собственных параметров приемника и т.д.

Для осуществления имитационного моделирования была выбрана схема оптимального приема линейно поляризованного сигнала, полученная синтезом на основе методов марковской теории фильтрации. Выбор линейно поляризованного сигнала диктовался теми соображениями, что при многокомпонентном векторе состояния структурная схема приемника линейно поляризованного сигнала содержит в своем составе не менее двух следящих устройств, что обеспечивает проведение необходимых исследований по анализу чувствительности, устойчивости и других характеристик оптимального приемника.

В результате имитационного моделирования была показана возможность реализации оптимального приемника для радиояркостной температуры в радиометрическом комплексе. Кроме того, были получены необходимые количественные соотношения для

определения указанных выше характеристик, которые приведены в работе.

Основные результаты работы заключаются в следующем:

1. Показано, что сигналы собственного микроволнового излучения подстилающих поверхностей являются реализациями случайного процесса и распределены по нормальному закону. При выделении огибающей флуктуационного процесса распределение плотности вероятностей подчиняется закону Релея.

2. Сформулированы основные задачи, которые необходимо последовательно решать при классификации поверхностей методами пассивной радиополяриметрии при классификации зондируемых поверхностей.

3. Показано, что основным методом классификации земных поверхностей при пассивном дистанционном зондировании является метод применения алгоритма калмановской фильтрации (возможны и другие варианты фильтрации).

4. Получены результаты экспериментальных исследований при применении радиометрического комплекса для зондирования взволнованной морской поверхности для разных частот зондирования при двух ортогональных поляризациях.

5. Пол учены примеры панорамного изображения при зондировании морской поверхности радиометрическим комплексом в зонах границ вода —суша.

6. Проведено имитационное моделирование оптимальной структуры приемника радиометра, синтезированной методами теории оптимальной марковской фильтрации.

7. получены точностные оценки функционирования радиометрического комплекса, реализующего в своей структуре различные методы повышения эффективности отдельных узлов.

Полученные результаты позволяют сформулировать следующие выводы

1. Решение задач дистанционного пассивного радиозондирования целесообразно осуществлять с применением методов радиополяриметрии, особенно при выполнении классификации подстилающих поверхностей.

2. С учетом шероховатости поверхности и случайного изменения диэлектрической проницаемости этой поверхности радиотепловое излучение является стохастическим процессом, причем в качестве случайного может рассматриваться как радиояркостная температура, так и полная принимаемая мощность сигнала радиотеплового излучения. Ввиду наличия между указанными параметрами линейной функциональной зависимости, статистические характеристики этих параметров будут идентичны.

3. Для классификации зондируемых объектов возможно в определенных случаях применять детерминированные правила решения, но в большинстве случаев практики необходимо применять статистические правила решения на основе теории проверки статистических гипотез.

4. Для эффективного решения задачи классификации подстилающх поверхностей необходимо использовать совместно информацию, получаемую от разных каналов радиометра. Кроме того, результаты измерений на выходе радиометра должны использоваться по цепи обратной связи для управления режимом работы радиометра на его входе.

5. Использование поляризационных параметров радиотеплового излучения подстилающих поверхностей позволит повысить информативность признаков для повышения эффективности принятия решения при классификации поверхностей.

6. Применение сканирующего режима работы радиометра при наличии многоканальной системы приема радиотеплового излучения позволяет получить контрастные теплоизображения подстилающих поверхностей. Полученные изображения свидетельствуют о возможностях радиометров для выполнения классификации зондируемых объектов.

7. В оптимальной структуре приемника радиометра увеличение коэффициента усиления уменьшает время переходного процесса, причем при разных значениях коэффициента усиления установившееся значение угла ориентации плоскости поляризации электромагнитной волны имеет наиболее близкое к исходному при максимальном значении коэффициента усиления.

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах:

1. Орлов И.О. и др. Многодиодный СВЧ генератор. Автор, свид. СССР № 1137983, ириор.10.101983, опубл. 1.10.84.

2. Орлов И.О. и др. Авторское свидет. СССР № 216950, ириор 4.10.1983, опубл. 26.03.1985.

3. Орлов И.О. Широкополосный усилитель мощности СВЧ. Тезисы доклада на региональной НТК "Достижения радиоэлектроники и автоматики — прогрессу производства и научных исследований", апрель 1987г., с.397.

4. Логвин А.И., Орлов И.О. Новые технические решения и разработки в области синтезаторов частот. ч.1. В кн.: Применение дистанционного радиозондирования для решения задач ПАНХ. - М.: 1990, с. 72-102.

5. Логвин А.И., Орлов И.О. Новые технические решения и разработки в области синтезаторов частот. ч.Н. В кн.:

Работа выполнена в Московском Государственном Университете Гражданской Авиации (МГТУГА).

Научный руководитель —

Официальные оппоненты —

Ведущая организация

действительный член Академии транспорта РФ д.т.н., профессор Логпин А.И.

доктор физико — математических паук, профессор Вагапов Р.Ш; старшин научный сотрудник, кандидат технических наук Егоров В.И.

указана в решении Совета.

Защита диссертации состоится июня 1997г в 15.00 на

1аседапии диссертационного Совета Д072.05.03 по присуждению ученой степени кандидата технических наук в Московском Государственном Техническом Университете Гражданской Авиации ю адресу: 125838, Москва, Кронштадтский бульвар, д. 20.

Автореферат разослан мая 1997г.

Ученый секретарь

диссертационного Совета Д072.05.03 доцент, кандидат технических паук

М.М. Шемахапов