Математическое моделирование радиолокационных изображений кильватерных следов

Норман Р. М., Гурнов К. Б.

Читать статью полностью

  Математическое моделирование радиолокационных изображений кильватерных следов(1,97 MB)

Аннотация

Рассматривается возможность радиолокационного обнаружения надводного судна по его кильватерному следу. Описывается алгоритм представления кильватерного следа на окружающем его фоне в виде взволнованной поверхности. Путём математического моделирования получены реализации радиолокационных изображений кильватерных следов, формируемых в режиме прямого синтезирования апертуры бортового радиолокатора. По данным радиолокационных изображений установлены основные качественные закономерности видимости кильватерного следа от размеров и формы движущегося судна, условий радиолокационного зондирования и окружающей среды.
 

Ключевые слова:

кильватерный след – ship wake; морская поверхность – sea surface; радиолокатор с синтезированной апертурой – synthetic aperture radar; радиолокация – radiolocation; дистанционное зондирование – remote sensing; математическое моделирование – mathematical modeling.

Список литературы

1. Радиоэлектронные системы. Основы построения и теория. Справочник / Я.Д. Ширман, С.Т. Багдасарян, А.С. Маляренко [и др.] ; под ред. Я.Д. Ширмана, 2007. – 515 с.

2. Ширман, Я. Д. Методы радиолокационного распознавания и их моделирование / Я.Д. Ширман, С.А. Горшков, С.П. Лещенко [и др.] // Радиолокация и радиометрия. №2, Выпуск 3. Радиолокационное распознавание и методы математического моделирования. – Москва: Радиотехника, 2000. – С. 64.

3. Кондратенков, Г. С. Радиовидение. Радиолокационные системы дистанционного зондирования Земли / Г.С. Кондратенков, А.Ю. Фролов. – Москва : Радиотехника, 2005. – 368 с.

4. Graziano, M. D. Wake Component Detection in X-Band SAR Images for Ship Heading and Velocity Estimation / M.D. Graziano, M. D’Errico, G. Rufino // Remote Sensing. – 2016. – Vol.8, Iss. 6. – P. 1–15.

5. Radar imaging of Kelvin arms of ship wakes / I. Hennings, R. Romeiser, W. Alpers, A. Viola // International Journal of Remote Sensing. – 1999. – Vol. 20, Iss. 13. – P. 2519–2543.

6. Holthuijsen, L. H. Waves in oceanic and coastal waters / L.H. Holthuijsen. – Cambridge university press, 2010. – 387 p.

7. Кутузов, В. М. Морская радиолокация / В.М. Кутузов, А.А. Коновалов, В.Н. Михайлов : конспект лекций под ред. В.М. Кутузова. – Санкт-Петербург : Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2017. – 167 с.

8. Pierson, W. J. Jr. A proposed spectral form for fully developed wind seas based on the similarity theory of S.A. Kitaigorodskii / W.J. Pierson Jr., L. Moskowitz // Journal of Geophysical Research. – 1964. – Vol. 69, No. 24. – P. 5181–5190.

9. A unified directional spectrum for long and short wind-driven waves / T. Elfouhaily, B. Chapron, K. Katsaros, D. Vandemark // Journal of Geophysical Research: Oceans. – 1997. – Vol. 102, No. 7. – P. 15781–15796.

10. Fung, A. A semi-empirical sea-spectrum model for scattering coefficient estimation / A. Fung, K. Lee // IEEE Journal of Oceanic Engineering. – 1982. – Vol. 7, No. 4. – P. 166–176.

11. Модифицированная версия спектрально-параметрической модели ветрового волнения и результаты ее верификации / И.Н. Давидан, Г.И. Давидан, В.И. Дымов, Т.А. Пасечник // Известия Русского географического общества. – 2010. – Т. 142, № 2. – С. 31.

12. Китайгородский, С. А. Диссипативный интервал в спектре ветровых волн / С.А. Китайгородский. – Москва: Метеорология и гидрология, 2002. – 60 с.

13. Theory of synthetic aperture radar ocean imaging: A marsen view / K. Hasselmann, R. Raney, W. Plant [et al.] // Journal of Geophysical Research: Oceans. – 1985. – Vol. 90, No. 3. – P. 4659–4686.

14. Zilman, G. On detectability of a ship’s Kelvin wake in simulated SAR images of rough sea surface / G. Zilman, A. Zapolski, M. Marom // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. – 2015. – Vol. 53, No. 2. – P. 609–619.

15. Romeiser, A. An improved composite surface model for the radar backscattering cross section of the ocean surface: 1. Theory of the model and optimization/validation by scatterometer data / A. Romeiser, W. Alpers, V. Wismann // Journal of Geophysical Research: Oceans. – 1997. – Vol. 102, No. 11. – P. 25237–25250.

16. Zurk, L. M. Comparison of actual and simulated synthetic aperture radar image spectra of ocean waves / L.M. Zurk, W.J. Plant // Journal of Geophysical Research: Oceans. – 1996. – Vol. 101, No. 4. – P. 8913–8931.

17. Gascon, F. Simulation of rough surfaces and analysis of roughness by MATLAB / F. Gascon, F. Salazar // MATLAB – A Ubiquitous Tool for the Practical Engineer. – 2011. – P. 391–420.

18. Волков, В. Ю. Моделирование спекл-изображений и селекция объектов / В.Ю. Волков // Материалы научнотехнической конференции Санкт-Петербургского НТО РЭС им. А. С. Попова, посвященной Дню радио. – 2021. – № 1 (76). – С. 71–74.