Search

Introduction. The article is devoted to the research of sound location systems of unmanned aerial vehicles that are protected from means of radio electronic warfare for monitoring the terrorist threats. In the work the sound location system is proposed for detection of moving objects that is made with the help of a sensors network placed in space.Research results. The main difference from the existing sound location systems is the determination of the time delay not by the mutual correlation function, but by the mutual function of the signals uncertainty between the sensors. However, the application of the method of the mutual function of uncertainty is limited only to the definition of characteristics for the one-purpose situation, it means it is impossible to estimate the coordinates in case of two targets, and accordingly, in the multi-purpose situation, during the attack of a large number of unmanned aerial vehicles. Also, there is a computational complexity of processing the broadband signals in time, spectral and Doppler spheres. If for fixed targets it’s sufficient to process in the spectral-time sphere on the basis of a fast Fourier transform, then for mobile targets, additional multichannel processing of the Doppler frequencies is required. Since the number of Doppler channels is comparable to the size of the sample, that’s why the computing costs increase substantially in several times, so for real-time sound system operation it is expedient to develop software with parallel programming, Openmp library, graphics card with vector and matrix data processing, GPU NVIDIA based on CUDA technology. This will accelerate the execution of operations approximately by 30 times and ensure the implementation of systems on laptops.Conclusions. The conducted analysis of the sound location system showed the potential possibilities of determining the coordinates of unmanned aerial vehicles and other moving objects in a three-dimensional space with an accuracy that is sufficient for further support of the targets by means of visual observation., Статья посвящена исследованию систем звуколокации беспилотных летательных аппаратов для мониторинга террористических угроз, которые являются защищенными от средств радиоэлектронной борьбы. В работе предложена звуколоционная система выявления подвижных объектов, которая построена с помощью датчиков, что размещены в пространстве. Основным отличием от существующих звуколокационных систем является определение временной задержки не за взаимной корреляционной функцией, а за взаимной функцией неопределенности сигналов между датчиками. Однако применение метода взаимной функции неопределенности ограниченно лишь определением характеристик для одноцелевой ситуации, то есть невозможно оценить координаты в случае двух целей, и соответственно, в многоцелевой ситуации, при атаке большого количества беспилотных летательных аппаратов. Также существует вычислительная сложность обработки широкополосных сигналов во временной, спектральной и допплеровской областях. Если для недвижимых целей достаточно обработки в спектрально-временной области на основе быстрого преобразования Фурье, то для движущихся целей нужна дополнительная многоканальная обработка в области допплеровских частот. Так как число допплеровских каналов сравнимо с размером выборки, то вычислительные затраты существенно возрастают, на несколько порядков, поэтому для работы системы звуколокации в реальном времени целесообразна разработка программного обеспечения с применением параллельного программирования, библиотеки Openmp, видеокарты с векторной и матричной обработкой данных, GPU NVIDIA на основе технологии CUDA. Это позволит ускорить выполнение операций приблизительно в 30 раз и обеспечить реализацию систем на портативных компьютерах. Проведенный анализ системы звуколокации показал потенциальные возможности определения координат беспилотных летательных аппаратов и других подвижных объектов в трехмерном просторанстве с точностью, достаточной для дальнейшего сопровождения целей средствами визуального наблюдения., Стаття присвячена дослідженню систем звуколокації безпілотних літальних апаратів для моніторингу терористичних загроз, які є захищеними від засобів радіоелектронної боротьби. В роботі запропоновано звуколоційну систему щодо виявлення рухомих об’єктів, яка побудована за допомогою мережі датчиків, що розміщені в просторі. Основною відмінністю від існуючих звуколокаційних систем є визначення часової затримки не за взаємною кореляційною функцією, а за взаємною функцією невизначеності сигналів між датчиками. Однак застосування методу взаємної функції невизначеності обмежено лише визначенням характеристик для одноцільової ситуації, тобто неможливо оцінити координати у випадку двох цілей, і відповідно, у багатоцільовій ситуації, при атаці великої кількості безпілотних літальних апаратів. Також існує обчислювальна складність обробки широкосмугових сигналів у часовій, спектральній та допплерівській областях. Якщо для нерухомих цілей досить обробки в спектрально-часової області на основі швидкого перетворення Фур’є, то для рухомих цілей потрібна додаткова багатоканальна обробка в області допплерівських частот. Так як число допплерівських каналів порівнянне з розміром вибірки, то обчислювальні витрати суттєво зростають, на кілька порядків, тому для роботи системи звуколокації в реальному часі доцільна розробка програмного забезпечення із застосуванням паралельного програмування, бібліотеки Openmp, відеокарти з векторною та матричною обробкою даних, GPU NVIDIA на основі технології CUDA. Це дозволить прискорити виконання операцій приблизно в 30 разів та забезпечити реалізацію систем на портативних комп’ютерах. Проведений аналіз системи звуколокації показав потенційні можливості визначення координат безпілотних літальних апаратів та інших рухомих об’єктів у тривимірному просторі з точністю, достатньою для подальшого супроводу цілей засобами візуального спостереження.

Проаналізовано потенційні роздільні здатності за дальністю та радіальною швидкістю імпульсних складних сигналів із симетричною лінійною частотною модуляцією, трикутною, трапецеїдальною, квадратичною, кубічною частотною модуляцією та псевдовипадкових сигналів. Зроблені висновки щодо переваг відповідних складних сигналів з кнопкоподібною діаграмою невизначеності. Розроблено рекомендації для визначення числа доплерівських каналів. Оцінено складність реалізації багатоканальних трактів виявлення сигналу відбиття у вигляді багатоканального за доплерівською частотою тракту на базі узгоджених фільтрів або кореляторів з наданням відповідних структурних схем. Introduction: The advantages of the pulse complicated signals using in the radar are well-known. These signals are signals with the high time security, the high power security or (and) the high structural security. The signal with the symmetrical linear frequency modulation, the signal with the triangular frequency modulation, the signal with the trapezoidal frequency modulation, the signal with the quadratic and with the cubic frequency intra-modulation and the signal with pseudorandom sequence have the button ambiguity function. Problem statement: It is necessary: •To conduct the comparative estimation of the distance resolution and the range rate resolution (Doppler resolution) for signals with the button type ambiguity diagram; • To develop recommendations for determination of the Doppler channels number; Purpose of the article: To estimate the complication of the multichannel locations high-ways realization of echo signal as the multichannel Doppler-beat frequency highway on the base of matched filters or correlators. The analysis of complicated signals potential characteristics: Potential characteristics of the distance resolution and the range rate resolution for the signal with the symmetrical linear frequency modulation, the signal with the triangular frequency modulation, the signal with the trapezoidal frequency modulation, the signal with the quadratic and with the cubic frequency intra-modulation and the signal with pseudorandom sequence are analyzed. Conclusions to advantages of these pulse complicated signals with the button ambiguity function are drawn. Recommendations for determination of the Doppler channels number are developed. The complication of the multichannel locations highways realization of echo signal as the multichannel Doppler-beat frequency highway on the base of matched filters or correlators is estimated. The block diagrams analysis result testifies that the realization of the multichannel Doppler-beat frequency correlator is technically more difficult. In this scheme there is the difficult block with the formation of a probing signal with parallel releases of the so-called Doppler copies. Conclusions: The number of the Doppler channels in the radar locations highway determined by maximum target velocity by the falling possible level of the noise immunity and of the distance resolution and the range rate resolution of probing signal that is used. The use of the considered complicated signals any types provides the identical number of processing channels. The use of the signal with pseudorandom sequence supports the high time security, the high power security and the high structural security. Проанализированы потенциальные разрешающие способности по дальности и радиальной скорости импульсных сложных сигналов с симметричной линейной частотной модуляцией, треугольной, трапецеидальной, квадратичной, кубической частотной модуляцией и псевдослучайных сигналов. Сделаны выводы относительно преимуществ соответствующих сложных сигналов с кнопочной диаграммой неопределенности. Разработаны рекомендации для определения числа доплеровских каналов. Оценена сложность реализации многоканальных трактов обнаружения отраженного сигнала в виде многоканального по доплеровской частоте тракта на базе согласованных фильтров или корреляторов с предоставлением соответствующих структурных схем.