автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.02, диссертация на тему:Разработка путей оптимизации адаптивного обнаружения сигналов с использованием пространственных относительно-фазовых параметров

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ им. проф. М. А. БОНЧ-БРУЕВИЧА

ВИНОГРАДОВ Виталий Борисович

РАЗРАБОТКА ПУТЕЙ ОПТИМИЗАЦИИ АДАПТИВНОГО ОБНАРУЖЕНИЯ СИГНАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ОТНОСИТЕЛЬНО-ФАЗОВЫХ ПАРАМЕТРОВ

05.12.02 — Теория связи, системы и устройства передачи информации по каналам связи

РГО ол

На правах рукописи УДК 621.391.26

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 1993

Работа выпблнёна в Злектратёхническйм институте Связи Им. проф. М. А. Бонч-Бруевича.

Научный руководитель — доктор технических наук,

профессор Л. Ф. Григоровский

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор И. А. Трискало; кандидат технических наук, доцент О. И. Курсанов

Ведушее предприятие —НИИ «АТОЛЛ».

Защита диссертадии состоится « . 1993 г.

на заседании специализированного совета К 118.01.01 при Электротехническом институте связи им. проф. М. А. Бонч-Бруевича по адресу: 191065, Санкт-Петербург, наб. р. Мойки, д. 61.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью, просим направлять по вышеуказанному адресу на имя ученого секретаря специализированного совета.

Автореферат разослан « .

1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета, к. т. н„ доцент

В. X. ХАРИТОНОВ

Подписано к печати 26.10.93 г. ЛР № 020475 от 10.03.92 г. Объем 1 печ. л. Тираж 60 экз. Бесплатно. Заказ 720.

Ротапринт тип. ГУТ 198320, С.-Петербург, Свободы, 31.

ОШЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальнооть проблемы, Основным направ-эниеи теория обнаружения сигналов на фоне помех является размотка методов преодоления априорной неопределенности, получено структур, близких к оптюальным, которые обладает ннвартнт-*ми свойствами при изменениях моделей сигналов и помех и кото-jo могно относительно просто реализовать. Обнчно, при синтезе 1тнтльных обнаруаителей сигналов пря апркорко известных по-эхоеых ситуациях я известных энергетических и статистических ирактеристишх полезных сигналов, получает алгорптш, оптитль-ае только для зтнх условий работы, В реальных условиях работы рою ходят частые и бас три э изменения покэховой стуацки и от-ионзния характер:« тик сигналов от прянятах при синтезе обнару-ителя. Реальные скачкообразные изменения интенсивности покех эгут достигать двоятаов В этом.случае резко ухудьаетоя зф-эктиеность алгоритмов и возможна потеря их работоспоообноота.

Поэтов представляет больаой интерес синтез устойчива;: зл-оритмов, обдадаицих неазмэнннми показателют качества пр*! помянутых ранее из менонита. В сзкзи о эткн устсЗчггмз алтарят-s обнаружения -сброда гак агдптеяниэ. Сннтоз адаппгятх oiVaïiy-итехей в условиях гармятркчооксй anpnopaott неопредолонности остоит в пострзенгл-бтет агитация, внчиоивпзго оценки звэсткых параметров, а кз пользовании зткх оценок з ссотазт-твувчих неадштазках алгэр:тах обааруаенкя. Допстантэльнуа зтойчивость обнаружителей искио получить га с «от ногаакгЬхоотг татастики негнерготичоских пространственных относптоаъно-фазо-ах параметров (ЕС§П) о"2 каиеаеинй снерготтечвсхгх глракугроа ягножа. Это позволяет когерентно ¡«агзплтвап *дэтеруяняро?ан:г..'о !У£П оягкаяа гее зрэкя наблсденкя.

Таким образом, реиэнне задачи адаптивного обнаружения ягкалов пря совместном гапояьзованяи энергетических и незнергв-сческих прсотр»но?ввяшх относительно—фзпозшх параметров прод-гавляетоя весь® актуальной.

Цель и задачи работы. Цельв работа является эпение за.гдчк оптимизации обварузения нестационарного случаа-Dro сигнала от точечного источника на фоне аддитивных эстацяонарнцх случайных помех двумя разнесенными в пространстве энапвавлешыми приемника моментами. Для достивеняя указанной

г

цели в диссертационной .работе решаются следующие задачи:

- исследование штекатических моделей сигналов и помех в распределенных системах на основе использования пространственных относительно-фазовых параметров;

- исследование возможных вариантов построения моделей гидр акустических сигналов;

- разработка методов обнаружения точечных источников в рас пределенных системах на основе использования пространственных относительно-фазовых параметров сигнала;

- исследование возможности применения адаптации для оптими зация матодов обнаружения точечных источников в распределенных оиотешх на основе использования ПОФП сигнала;

- разработка имитационных моделей обнаружителей точечных источников в распределениях с ко темах на основе использования пространственных относ ительно-фазовдх параметров сигнала.

Метода исследования. Для решения поставленных задач использовался аппарат теории случайных процессов, теории вероятностей и ттоютачесхой статистики, статистической теории связи, а такае экспериментальные исследования на осново метода имитационного коделирования. и анализа записей, гидроакустических сигналов.

Научная новизна работы состоит в том, что:

1. Исследованы принципы и методы построения обнаружителей сигналов с использованием пространственных относительно-фаэовт параметров в условиях параметрический априорной неопределенное?

2. Разработана модель гидроакустического сигнала, поступав чего на два, разнесенных в пространстве, приемных элемента, применительно к задаче использования пространственных относительно-фазовых параметров сигнала.

3. Разработаны метода обнаружения точечных источников в распределенных системах на основе использования ПОФП сигнала.

4. Разработана имитационная модель и реализующий ее алгор; обнаружения нестационарного гидроакустического сигнала при совместном использовании энергетических параметров и ПОФП сигнала,

5. Исследованы принципы выбора классифицирующей7поверхности по критерии Неймана-Пирсона для двумерных плотностей вероятности, ее аппроксимация, определение целевой функции выбора ее полсжита.

Практическая ценность работы состоит в гом, что:

- результата исследований специфики методов обнаружения точечных лоточников в распределенных системах на основе использования пространственных относительно-базовых параметров сигнала мзволяпт осуществить синтез адаптивных правил обнаружения и реализацию их в аппаратуре;

- разработанные адаптивные алгоритмы обнаружения нестацио-яарного широкополосного сигнала по его П0$П, на которые получена гри авторских свидетельства, позволяют улучшить характеристики эбнаружения;

- результаты исследований характеристик реальных гидро-1кустических сигналов позволили уточнить инженерные параметры моделей сигналов;

- разработаны инженерные методики расчета эффективности алгоритмов обнаружения нестационарных иирокополооных сигналов по их ПОФП.

Реализация результатов работа. Результаты работы нашли практическое применение (имеется акта, о внедрении) при разработке алгоритмов и методов моделирования задач обнаружения на оонове использования пространственных относительно-фазовых параметров сигналов.

Апробация работ». Основные результаты и поло-кения работы обсуждались и были одобрены на 46-48 научно-техни-геских конференциях, посвященных Дни радио "Актуальные-проблемы развития радиотехники, электроники и связи" (Ленинград, [991-93 гг») научно-технических конференциях профессор

зко-преподавательского состава и сотрудников ШС ям, проф. 4.А. Бонч-Бруевича Сс.-Петербург, 1992-93 гг.).

Публикации. Основные результата двссоргзционной работы опубликованы в 9 печатных работах и заявлены 3-я автор--зкими свидетельствами.

ЛичнкЦ вклад автора. Основные научные сложения, теоретические выводы и рекомендации, содерваииеоя в диссертационной работе, получены авторам самостоятельно.

Положения, выноси мне на завит у:

I. При выборе метода обработки, оонованного на использовали пространственных относительно-фазовых параметров, целеоооб-

разно попользовать конструктивную модель сигнала. Предложенная модель гидроакустического сигнала, поступающего на два разнесенных в пространстве приемных элемента, отражает как количес венные так и качественные характеристики реального гвдроакусп ческого аигкала. Корректность модели подтвв|ВДена в ходе экспериментальных исследований запксей реальных гидроакустичес кнх сигналов, полученных в .результате натурного эксперимента.

2. Проствйаая структурная охвда оптимального обнаружител* с совместным использованием энергетических параметров и П0§П сипела. Ока представляет собой двухканальнуп с ко тему с выделением Енергетичзскнх параметров в 1Ю§П. В ней определяется БзвэЕонкыа расстояния для каждого из параметров с последующим принятием решения о наличии или отсутотвин сигнала.

3. Имитационная модель и реализуваий ее алгоритм обнаружения точечного вгточника при совместном использовании энергетических параметров и П0$П сигнала. Она позволила найти характеристики обнаружения нестационарного гидроакустического сигнала на фоне аддитивных нестационарных случайных помех двумя разнесенными в пространстве ненаправленными приемными элементами.

При классификации двумерных плотностей вероятности по критерия Нейиана-Пкрсона порог, представляющий собой цилиндри-ческув поверхность, целесообразно аппроксимировать двумя плоскостями. Погрешность аппроксимации составила Ъ%. В соответств! с принятой методикой разработанный алгоритм поиска тксимуьа вероятности правильного обнаружения при заданной вероятности ложной, тревоги по дискретным точкам методом Фибоначчи, позволяет оптимизировать положение класскфицирукдих плоскостей. Алгоритм бал проверен на устойчивость и сходимость.

5. Адаптивные алгоритмы обнаружения нестационарного пкрокополоского сигнала по его пространственным относительно-« зовым параметрам с оценкой их эффективности,

6. Сравнительный анализ результатов экспериментальных ис следованна методов обнаружения гидроакустических сигналов с теоретическими.

Обьек и отруктура диоовртации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, заключения, описка литературы из 100 наименований, содервдих

НО страниц машинописного текста, 77 рисунков, 7 таблиц и трех риложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы иссле-звания, сформулированы цель.и задачи работы, перечислены основав научные результаты, определена их практическая ценность и риведены основные положения, выносимые на защиту.

В первом разделе рассмотрены проблемы постро-иия моделей гидроакустических сигналов. Отмечается целесообраз-ость использования конструктивных моделей сигналов в которых зходная информация используется наиболее широко. При этом ндроакустичесхие сигналы представляптся в виде аддитивно-мульти-ликативной комбинации элементарных случайных процессов харак-еристики которых могут быть физически интерпретированы. Дан нализ методов моделирования нестационарных широкополосных пом.ех сигналов. Показано, что реальные гидроакустические сигналы влесообразно представлять и моделировать в виде локально-с^цно-арных процессов в которых при переходе с одного участка стьцио-арности на другой происходит скачкообразное изменение дисперсии роцесса и его верхней граничной частоты в спектральной плотности ощности (СПМ), Предлагается и обосновывается модель гидроакуоти-еского сигнала, поступавшего на два, разнесенных в пространстве риекных элемента, отражающая количественные и качественны^ арактеристики реального гидроакустического сигнала. Приводится ценка погрешности методов моделирования широкополосных помех и игналов. Суммарная относительная погрешность формирования езультирующей корреляционной функции не превышает

Рассматриваются методы статистического описания подводных идроакустических каналов применительно к задаче использования рос транс твенных относительно-фазовых параметров. Отмечается, то передаточнув функции гидроакустического канала можно

аписать в виде произведения детерминированной функции и олу-айной функции. Наличие П0$Ц связано с влиянием детермннирован-ой функции на вся передаточнув функцию V .

Приведен обзор основных направлений исследования оОнаруасе-ия сигналов в условиях параметрической априорной неопределен-

ности. Указывается, что' в настоящее время представляет больной интерес синтез устойчивых адаптивных алгоритмов обнаружения.

Во втором разделе анализируется критерий и адаптивные методы обнаружения сигнала в условиях недостаточности априорной информации. Отмечается, что в задачах с параызт-рической априорной иеопрсделеннсстьс адаптивные алгоритма получают из оптимальных путем замены неизвестных параметров их оценками, полученными по обучаваим выборкам.

При обнаружении норг-алыюго сигнала на фоне нормальных аддитивных независимых помех иногда используется разнесенный прием (двухканзяьная система). Процессы наблюдаемые в первом и втором каналах обозначим Х.<(Ь) и Зсг.^} соответственно. Для случая, когда дисперсии сигнала и помбхв известны и равны ¿с и ¿п соответственно и средние значения равны нули известно оптимальное по критерия Неймана-Пирсона правило обнаружения сигнала: сигнал присутствует, если

Х*= £ (Хи+Хи)* >л , (I) 1=1

где Хи » Х11 ~ независимые по помехе наблюдения з первом и втором каналах соответственно; Ь- - число наблюдений;

С - величина порога.

Если неравенство не выполняется, то сигнала нет. Вероятность правильного обнаружения сигнала для, алгоритма ( I ) имеет вид

где Р(эг) - интеграл Лапласа; Хл, - X - процентная точка нормального распределения.

Известное правило обнаружения синтезировано для случая, когда сигнал и помеха заданы в виде стационарных нормальных процессов. Зададимся более физически обоснованной модель» помех. Примем за основу модель источников помех, равномерно распределенных по поверхности радиусом Рг , которая нашла широкое распространение в гидроакустике. Множество идентичных элементарных источников шума равномерно распределены по площади круга В каждый момент времени существует энергетический центр тяжести всего множества элементарных источников шума. Местоположение

энергетического центра тяжести для рассматриваемой модели иума постоянно меняется. Поэтому время задержки Ташлх прихода воздействия энергетичезкого центра тяжести иума на один приемный элемент относительно другого будет меняться. В отличии от этого, точечный источник не меняет своего положения за все время наблюдения Тн и для него Ссмп&эс- постоянная величина.

Таким образом, пространственные относительно-фазовые параметры МСП5»«:} и ^ {Татах} , представляющие собой выборочное математическое ожвдание и выборочную дисперсию, для сигнала постоянны, а для помехи случайны.

Предлагаемая схема оптимального обнаружителя, проотейиая структурная схема которого изображена на рио. I, основана на совместном использовании энергетического параметра и ПОФП.

Простейшая структурная схема обнаружителя о использованием энергетических параметров и П0И1

Рис № I

* *

Взвешенные расстояния для значения X < параметра X определяются по формулам

А1Ч* у*/ Ь XI - М { X*/с-ьп}

г|/у* у*/ 1- х«*-м(х*/„?

Аналогично находятся взвешенные расстояния для ПОФП. При совместном использовании двух параметров необходимо определить суммарные взвешенные расстояния

1=1

¿12(П) г\/1 (411 п)г .

Ы

Ввли Ч.12.(е-»-л)/с£г£(п) 4 1 ш то оитнал присутствует и если неравенство не выполняется, то сигнала нет.

В третьем разделе разработана имитационная модель обнаружения нормального сигнала от точечного источника на фоне нормальных аддитивных независимых помех и проведена ее проверка на достоверность. Сигнал от точечного источника поступает на два ненаправленных приемных элемента Ъ < и 2. г. > разнесенные в пространстве. Модель суммарного (сигнал и помеха) процесса в двух точках приема запишем в веде:

ш

( з )

где Лсо\ (¿) - стационарный нормальный случайный процесс с гауссовоким ¡энергетическим спектром; Хгн (£) , ХпД (¿] - независимые стационарные нордальные случайные процессы с равномерными энергетичоокими спектрами.

Посла получения дискретных моделей процеосов Хй и Хг! где^ 1= 4,2,1г , с выбранными значениями диоперсви сигнала ¿с и помехи ¿п было иопользовано правило обнаружения С I ). Интервал дискретизации был выбран таким образом, чтобы обеспечить независимость выборок Х|£ и 0сг£ по помехе. Ис следованна проводилось путем расчета на ЭВМ вероятности правиль-

ного обнаружения сигнала Рой. при выбранной вероятности ложной тревоги рЛ.т. для конкретных значений отношений . \flti ¿с/ёп по критерии Неймана-Пирсона. Величина расхождения кривых обнаружения, полученных способом цифрового моделирования и кривых, получениях аналитическим путем по известной формуле С 2 ) при одних и тех же параметрах не превысила 5%.

Для случая использования более точной модели источников помех, равномерно распределениях по поверхности радиусом Rs было проведено моделирование процесса обнаружения при совместном использовании энергетического параметра X* и П0$П сигнала. В процессе моделирования были получена оценки плотностей вероятности , \^(М{Тлл1Дж}) и W (^{Ткллае}) для гип0т63 Но а Hi > где Но - сигнал отсутствует; Н< - сигнал присутствует. На основе полученных оценок и учитывая, что энергетический параметр и ПОЮ независимы находились оценки двумерных плотностей вероятности для гипотез Но и Н» • Проводился расчет ка ЭВМ вероятности правильного обнаружение при выбранной Рл.г. для конкретных значений отношения V2jt п 110 критерия Нейтна-Пирсона. Показано, что в качестве порога целесообразно выбрать аппрокситцкв класскфн-цирувяей цилиндрической поверхности в виде двух плоскостей. Тредлежена методика и реализующий ее алгоритм-реяения оптимизационной задачи расположения двух плоскостей, которая максимизирует вероятность правильного обнаружения сигнала при выбранной вероятности лозной тревоги. Алгоритм был проверен на устойчивость и сходимость. Полученные^ зависимости Ро5н.) триведены на риз. 2. Кривые I, 2, 4, 5 получзкы зхспэрнмзнталь-ю, путем моделирования. При этом, кривые I я4 соответствуют '.лучао совместного использования параметров X и М CCmuut] фк Рл.т. равной КГ*- и 10""^ соответственно. Кривые 2 и 5 соответствуют случав совместного использования параметров X и QCGutuuc.} при Рл.г, равной 10"^ и

соответственно; Кривые I и б получены аналитически в соответствии о известным выражением . 2 ) для случаев R.r.^IO"1 и Рл.г. »Ю-2 соответственно. Из >ис-. 2 ввдно, что вероятность FoSh.увеличилась на I4f при сов-гестном использовании X и М СЕияла^ по отноиенип к кривым 3 и . В случае совместного использования X и ЪС&ллх.} вероят-ость Рой. увеличилась на Ь% по отношению к кривым 3 и 6.

Кривые обнаружения стационарного гидроакустического сигнала

Ро£н.

.Разработаны и приведены адаптивные алгоритмы обнаружения нестационарного широкополосного сигнала по его ПО$П. Приводятся оценки их эффективности.

Четвертый раздел работы посвяцен экспериментальным исследованиям методов обнаружения гидроакустических сигналов, поотупавдих от точечного источника, в распределенных системах при использовании ПОФП. Модель суммарного процесса в двух приемных точках для стационарного случая запишем в следующе виде:

С 4 )

где + } ОСсоф)- аддитивная сумма тре>

независимых стационарных нормальных узкополосных процессов;

Хсп1л(1) , стационарные и стационарно-связанные

СГ

эркалыше случайные г'оцессы с экспоненциальными авто- и в sarao коррзляциотшни функциями; XcniFíi) , Xcn¿S~(t) - стацио-ipnae независимые иортлькне процессы с экспоненциальными авто-5РРэляционннми функциями; А - коэффициент, вянявдий на вели-гну нормированной относительно дисперсии взаимной корреляцией-;;í функции Ría СП кезду гидрсакуетичес кими сигналами з точках Z, и Z i ; Та. - время заделки к езду принимаема ми сигна-uci в воде, a xSi(t) , Xni(t) к ХаШ определены в С 3 ).

При моделировании расстояние d. мезвду двумя приемники гекэнтаки Z i и Zí. било выбрано, учитывая енд нормированной гнкцки пространсТ20ННСЙ коррэляцкя поверхностного иущ.Пука в )чглу. призма, раснесенках ка выбранное расстояние, нозно очи-¡ть некоррелированными. Ка ко ш-злытя величина норкнроганной тносительно дкспергии взаимной корреляционной функция R(¿ тлог ¡дроакустических сигналов при шбранном расстоянии, учнтываэ-.я уменьшение пространственной корреляции из-sa волнения кор-•.ott поверхности, составила 0,85. Для правила обнаружения С I ) »роятнооть Ро5*н. находилась по критерия Нойгана-Днроона» Полунине кривые ? и 8, соответствусдкэ ояучаэ использования одного ¡ергетячеокого параметра X* . при Ía.t."IO~^ и В».т. =Ю~^'соот-itctebhho, покатаны га ркс. 2, Кривые 9 и II получгки при сок-icthom использовании параметров % и М(Татлх}д ля FLt. рав— й 10 и 10 соответственно. Кривые 10 и 12 соответствуя? учаа совмэстного использования X* и при R.T. равной

и 10 соответственно. Из рис. 2 следует, что R>Sk учеличи-сь на 18? при совместном изпользовашга X* и по от-

шенко к кривым 7 и 8 и на 12£ при совместном использовании X* Ц{1лтлзс} по отношении г. кривим 7 н 8.

Для нестационарного случая модель еуи!эрного процесса в ух приемных точках за a sin ем в сдедущвн виде:

l(t)sXco(t] + hXcrna.(i)+(1-b)3:e.inS(£)+0ZrH(i) ,

I Ct) = Хсо (i -ТУ * А Хспгл (i +(<- А)Хс*м№) (i) \

э Xco(t)-Xco{(t)*-Xcm(í); Xc.oi(i)- локально-стационарный про-;с с гаусс обо ким энергетическим спектром на интервале стацио-

нарности; OCrn(i) , JCni(t) - независимые локально-стационарные случайные процессы с равномерными энергетическими спектрами на интервале стационарности, а Хсо¿(t) ,Xcnta.(t) . Xcnta(i-Tk) , Oac.mS'Ct) .ХспгГф, А и Тк определены в С Ч ).

В момент перехода с одного участка стационарности на другой у локально-стационарных процессов происходит скачкообразное изменение дисперсии процесса и его верхней граничной частоты в СПИ. Конкретные значения ¿1 и ¿Ов при моделировании нестационарного гидроакустического сигнала для каждого из интервалов стационарности получены путем экспериментальных исследований записей "реальных гидроакустических сигналов. В процессе моделирования проводился расчет вероятности обнаружения сигнала для конкрэтных значений отношения \fiti ^/¿п ■ где ^ ~ число независимых по_прмехе наблюдений; ¿| - среднее значение дисперсии сигнала; ¿^ - среднее значение дисперии помехи. На рис. 3 приведены кривые обнаружения нестационарного гидроакустического сигнала для случая, когда Riitn^ на каждом интервале стационарности равна 0,85 и число интервалов^ стационарности равно 10.

Кривые обнаружения нестационарного гидроакустического сигнала

FoSH.

Рис. 3

Кривые I и 2 получены при использовании одного параметра X* для случаев Рл.т,и Вч.т. соответственно. Кривые 3 и 5 соответствует случав совместного использования X* и

при Ял-ИГ1 и К.г.-Ю"2 соответственно. Кривые 4 и б соответствуют случав совместного использования X и при Ркт. равной 10 и 10"^ соответственно. Из рис. 3 видно, что вероятность правильного обнаружения увеличилась на 55% при совместном использовании К и

и на 45? при совместном

использовании X* и ^{Галгаа.} по отношении к кривым I и 2. Из рот. 2 следует, что обнаружение стационарного гидроакустического сигнала с заданной вероятности РоЗи.^. требует большего отношения сигнал/помеха (ОСП) на 2,5 дБ, чем при обнаружении о нормального сигнала при постоянной Рл.г . Сравнение кривых обнаружения на рис. 2 и рис. 3 показывает, что обнаружение нестационарного гидроакустического сигнала с вероятностью Ро5н.§. требует больиего ОСП на 4,5 дБ, чем при обнаружении с Р05н.^. нормального сигнала при постоянной Вч.т.

Приведен анализ экспериментальных исследований записей гидроакустических сигналов,

В приложениях приведены программы имитационного моделирования и акты о внедрении.

ЗАК1СЧЕНИЕ

Основные результаты, полученные в работе, можно сформулировать следующим образом:

1. Реальный нестационарный гидроакустический сигнал, поступающий на два разнесенных в пространстве приемных элемента, целесообразно моделировать э виде локально-стационарного. При этом необходимо учитывать возможное уменьшение пространственной корреляции сигнала из-за волнения*морокой поверхности и зависимость нормированной функции пространственной корреляции -поверхностного шума от расстояния между элементами. При моделировании суммарная относительная погрепность формирования результирующей корреляционной функции не превысила 5%.

2. Разработана простейшая структурная схема обнаружителя с совместным использованием энергетических параметров и ПО$П сигнала.

3. При обнаружении нормального сигнала от точечного источника на фоне нормальных аддитивных независимых помех в случае совместного использования параметров X и вероятное'

РоГн. увеличилась на 14% по отношению р. случаю использования одного энергетического параметра X . Совместное использование параметров X* и ^{Татлх} привело к увеличению вероятности Ро5н на по отношению к случаю использования одного энергети-

v*

ческого параметра X .

При обнаружении стационарного гидроакустического сигнала от точечного источника на фоне нормальных аддитивных независимых помех вероятность правильного обнаружения Ро8н. увеличилась на 18£ в случае совместного использования параметров X и по отношению к случаю использования одного параметра X . Вероятность правильного обнаружения Ро5н. увеличилась на 12% при совместном использовании параметров X* и ^{£агпах.]пс> отношению к случав использования одного параметра X .

5. В случае обнаружения нестационарного гидроакустического сигнала от точечного источника на фоне нестационарных аддитивных независимых случайных помех вероятность Я?5н. увеличилась на Ъ5% при совместном использовании X ^и М{Хата*.}и на 45% при совместном использовании X и

по отношению к случаю использования одного энергетического параметра X* .

6. При классификации двумерных плотностей вероятности по критерию Неймана-Пирсона- порог, представляющий собой цилиндрическую поверхность, целесообразно аппроксимировать двумя плоское тями. Погрешность аппроксимации составила 3%. В соответствии с принятой методикой разработанный алгоритм поиска максимума вероятности правильного обнаружения при заданной вероятности ложной тревоги по дискретным точкам методом Фибоначчи, позволяет оптимизировать положение классифицирующих плоскостей. Алгоритм бал проверен на устойчивость и сходимость.

7. Разработан адаптивный алгоритм обнаружения нестационарного широкополосного сигнала с использованием совокупности числовых характеристик ПОФП, Он позволил сократить необходимое время наблюдения в I,6 раза по сравнению с алгоритмом использующим только диоперсию.

8. Разработан адаптивный алгоритм обнаружения нестационарного широкополосного сигнала по его ПОФП с использованием

ространственного взвешивания. Он позволил сократить, необходимое ремя наблюдения в 1,2 раза по отношении к алгоритму без про-транственного взвешивания.

9. Разработан адаптивный алгоритм обнаруаення нестационар-ого широкополосного сигнала по его ПОФП с использованием коэф-ициента корреляции. Он позволил сократить необходимое время аблпдения в 1,4 раза по сравнению с алгоритмом не учитывавшим орреляционные связи.

10. Анализ проведенных экспериментальных исследований запи-ей гидроакустических сигналов показал, что время накопления

,ля ПО<Ш может достигать единиц минут и не должно быть менее О с, где появляется неоднозначность определения Т<хтах. •

11. Обнаружение стационарного гидроакустического сигнала с аданной вороятностьа РоГн.а,. требует большего ОСП на 2,5 дБ, :ем при обнаружения с Ро5н.^. нормального сигнала при постоянной \т . Обнаружение нестационарного гидроакустического сигнала

вероятностью PoSkj. требует большего ОСП на 4,5 дБ, чем при бнарузвнии о PoSh.j,. нормального сигнала при постоянной рл.т.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1. Виноградов В.Б., Перьков В.В. Сравнительный анализ ютенцтальной помехоустойчивости различных методов пространственной обработки сигналов // Материалы 46-й научно-техничес-;о8 конференции, посвященной Дню радио. -Л., 1991. -С. 24-25.

2. Григоровский Л.§., Глухов А.Н., Виноградов В.Б. Оценка хрфективности алгоритма обработки нестационарных вирокополосных :игналов по их пространственным и частотным относительно-фазо-шм параметрам // 45-я научно-техническая конференция ЛЗИС.

■ СПб., 1992. - С. 24.

3. Григоровский 1.$., Виноградов В.Б. Исследование путей штимнзации обнаружения нестационарных случайных сигналов с ис-юльзованием пространственных относительно-фазовых параметров // (5-я научно-техническая конференция ШС. - СПб., 1992. - С. 25.

4. Перьков В.В., Виноградов В.Б. Сравнительный анализ ютенциальной помехоустойчивости для разностного метода простран-!Твенной обработки сигналов при различных формах исходной

*иаграммы направленности // 45-я научно-техническая конференция

ISC. - СПб., 1992. - С. 36.

5. Виноградов В.Б., Глухов А.Н. Алгоритм параметрической обработки нестационарных широкополосных сигналов // Материалы

47-й научно-технической конференции, посвященной Дню радио. -СПб., 1992. - С. 16-17.

6. Григоровский 1.Ф., Виноградов В.Б. Решение задачи оптимизации обнаружения нестационарных случайных сигналов с использованием пространственных относительно-фазовых параметров // 4б-я научно-техническая конференция 1ЭИС. - СПб., 1993. - С. 14.

7.гГрироровский Д.Ф., Глухов А.Н., Виноградов В.Б. Модифицированный ¡алгоритм параметрической обработки нестационарных пирокополосннх сигналов // 46-я научно-техническая конференция ЛЭИС. - СПб., 1993. - С. 14.

8. Виноградов В.Б. Анализ алгоритма обнаружения, основанного на совместном использовании энергетических и неэнергетических параметров нестационарных случайных сигналов // Материалы 48-И научно-технической конференции, посвшпянной Днп радио. ■ СПб., 1993. - С. 16.

9. Виноградов В.Б. Усовераенствошнныа алгоритм параметрической обработки нестационарных широкополосных сигналов по их простристьзнаим откоснтелько-фззоБнн параметрам // Нагорали

48-й научно-технической конференции, посвященной Дне радио. -СПб., IS33. - С. 17.

10. A.c. (Решение о выдаче а.е. от 06.10.92 по заявке

& 4542625/09 (05276), кл.5 GOI S 7/Зб) Обнаружитель точечного шточншеа излучения по дисперсии к штоттическому огкдаикв / Виноградов В.Б., Глухов А.Н., Григоровский 1.Ф., Новодворские Ы.С.

11. A.c. (Регение о выдаче а.с. от 03.10.91 по заявке

£ 4537768/Ü2 (14320), кл.5 И04 В 1Д0) Обнаружитель точечного источника излучения с пространственным взвешиванием / Виноградов В.Б., Глухов А.Н., Григоровский

12. A.c. (Решение о выдаче а,с. от 07.04.92 по заявке

* 4542826/09 (05277), ад.5 GOI S 13/04) Обнаружитель точечного источника излучения по пространственным относительно-фазовым параметрам / Виноградов В.Б., Глухов А.Н., Григоровский 1.Ф., Новодворские М.С.