Статический анализ оптимального алгоритма обнаружения
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
Введение
цифровой система радиолокационный квантование
В настоящее время значительного распространения приобрело широкое использование цифровых методов обработки и передачи информации. Перспективы развития цифровой техники связаны с широким внедрением современных достижений микроэлектронной техники, в том числе микропроцессоров. Это открывает новые возможности улучшения технических, эксплуатационных и технологических характеристик радиотехнической аппаратуры.
Интенсивное развитие цифровых систем обработки сигналов объясняется преимуществами этих систем сравнительно с аналоговыми системами. Основным приоритетом цифровых систем передачи, обработки и сохранение информации является точность задания алгоритмов, высокая помехоустойчивость, абсолютное воспроизведение как зафиксированной информации, так и алгоритмов ее обработки, полная идентичность (что означает взаимозаменяемость) соответствующих узлов аппаратуры при серийном или массовом изготовлении. Так, например, при реализации многоканальных, линейных и нелинейных аналоговых устройств (частотных фильтров, умножителей) тяжело достичь идентичности их характеристик в разных каналах с относительной ошибкой меньше одного проценту. В аналоговых устройствах сохранения информации при многоразовой повторной записи будет сосредоточение помех и искажений сигналов, которые проявляются, например, при перезаписи музыкальных программ бытовыми магнитофонами.
Вместе с этим цифровым системам присущие и некоторые недостатки. К ним принадлежат достаточная сложность систем, наличие ошибок дискретизации сигналов по времени и квантование по уровню, ограниченное быстродействие, которое приводит к разногласию между полосой воспроизведенных частот и точностью. Эти недостатки приводят к необходимости применения устройств и систем, в которых объединяются аналоговые и цифровые методы обработки сигналов.
Для понимания физических процессов, которые проходят в устройствах и системах цифровой обработки сигналов, необходимо их сравнить с соответствующими аналоговыми системами. Следовательно, необходимо владеть также математическим аппаратом, которые применяют к аналоговым системам.
При цифровой обработке сигнал подлежит дискретизации не только по времени, но и по уровню квантования. Это приводит к появлению ошибки квантования (шума квантования), ошибки округления (при операции перемножения двух чисел) и, возможно, к специфическим для цифровых систем автоколебаний даже при отсутствии сигнала на входе колебания граничного цикла и колебания переполнения.
Основным направлением использования методов цифровой обработки является цифровая фильтрация и спектральный анализ. К цифровым фильтрам принадлежат фильтры с конечной импульсной характеристикой (КИХ - фильтры) и фильтры с бесконечной импульсной характеристикой (БИХ - фильтры). Спектральный анализ можно проводить путем вычисления спектров с помощью дискретного преобразования Фурье (ДПФ), или путем вычисления спектров с применением статистических методов. На практике при спектральном анализе, как правило, используется быстрое преобразование Фурье (БПФ) и основанная на нем методика вычисления быстродействия свертка.
Цифровые системы обработки сигналов широко применяются в радиолокации, в частности в радиолокационной станции бокового обзора, в устройствах селекции движущихся целей, а также для выделения на фоне шумов весьма слабых сигналов путем реализации многоразового когерентного накопления.
1. Принцип построения системы сбора и обработки информации
.1 Основные этапы и операции цифровой обработки РЛИ
Система цифровой обработки РЛИ является составной системой, которую нельзя описать математически целиком. Поэтому ее функции разделяют на этапы и операции, которые анализируются отдельно, и на основе этого анализа осуществляется синтез устройств и алгоритмов обработки. В составе обработки выделяют такие этапы (рис.1.1): первичная обработка РЛИ; вторичная обработка РЛИ; объединение информации.
Первичная обработка РЛИ включает операции обнаружения сигналов и оценка параметров сигналов. Первичной обработке подлежат сигналы, которые получены за один цикл работы РЛС (за один обзор). Качество выполнения операций характеризуется вероятностями верного и ошибочного обнаружения сигналов для операции обнаружения и среднеквадратичными ошибками оценок параметров сигналов для операции оценки параметров.
Качество параметров сигнала, который оценивается, устанавливается при создании системы обработки. Это могут быть координаты, максимальное значение дальности, фаза принятого сигнала и другие его характеристики.
Совокупность оценок параметров сигнала, которые изображены в виде чисел, составляет радиолокационную отметку. Отметки могут быть истинными, т.е. полученными от действительных движущихся целей, и ошибочными (полученными вследствие действия помех).
В составе отметки определяются значение координат в сферической системе: - дальность, - азимут и - угол места). Соответствующие им среднеквадратичные ошибки и вероятности истинного и ошибочного обнаружения сигналов могут также вычисляться при обработке.
Вторичная обработка РЛИ включает операции: обнаружение траектории целей, т.е. принятие решения о наличии траектории; сопровождение траекторий целей, которые состоит в регулярном вычислении параметров траекто