Модель классификации подвижных объектов по данным радиолокационных портретов крупноапертурных РЛС L-диапазона с учетом стохастических негативных факторов различной природы
Ключевые слова:
радиолокационная станция, подвижный объект, космический аппарат, радиолокационное портретирование, классификация, стохастические факторыАннотация
Приведены результаты исследований по совершенствованию моделей и методов оперативной классификации космических аппаратов на основе построения радиолокационных портретов. Предложена гипотеза о том, что минимально необходимое для правильной классификации число радиолокационных портретов является функционалом оригинального показателя интегрального риска, учитывающего стохастический характер негативных факторов, снижающих точностные характеристики радиолокационной станции. Предложена модель классификации подвижных объектов по данным радиолокационных портретов крупноапертурных РЛС L-диапазона с учетом стохастических негативных факторов различной природы. Приведена оригинальная формализация процесса информационного обеспечения классификации космических аппаратов по радиолокационным портретам с использованием двумерного неоднородного дифференциального уравнения для оценки функции плотности вероятности воздействия негативных факторов различной природы на точностные характеристики РЛС. Новизна модели заключается в комплексном учете разнородных факторов на процесс классификации КА, интеграции с риск-анализом и иерархической многоуровневой структуре модели в интересах оперативной классификации. Показано, что представление модели классификации космических аппаратов на основе усовершенствованного риск-анализа обеспечивает получение аналитической зависимости числа радиолокационных портретов с учетом воздействия факторов различной природы, которые формализованы в виде усовершенствованных уравнений Фоккера-Планка (для формализации внутренних факторов) и уравнения Фейнмана-Каца (для внешних факторов, включая динамику реального космического фона). Показано, что совершенствование теории риск-анализа научной школы академика Ю.И. Шокина с учетом результатов решения системы уравнений позволяет существенно улучшить информационное обеспечение задач классификации. Приведены результаты вычислительного эксперимента по обработке радиолокационных портретов, показывающие потенциальную возможность повышения оперативности и точности классификации.
Литература
2. Власов С.А., Кочиев С.Г. Расчет орбитальной структуры систем космических аппаратов периодического обзора поверхности Земли в разных постановках // Труды Военно-космической академии имени А.Ф. Можайского. 2025. №697. С. 227–242.
3. Самотохин А.С., Хуторовский З.Н. Определение прогнозного положения ИСЗ при ограниченных ошибках измерений // Космические исследования. 2011. Т. 49. №6. С. 526–537.
4. Перлов А.Ю., Захаров А.С., Тимошенко А.В., Булатов М.Ф. Модель тепловых искажений амплитудно-частотной характеристики приемной системы радиолокационной станции в режиме сверхразрешения // Наукоемкие технологии в космических исследованиях Земли. 2024. Т. 16. №5. С. 26–34. DOI: 10.36724/2409-5419-2024-16-5-26-34.
5. Потапов А.А., Кузнецов В.А., Гончаров С.А. Имитационная модель формирования портретов сложных радиолокационных объектов со сниженной радиолокационной заметностью // Радиотехника и электроника. 2025. Т. 70. №6. С. 564–582. DOI: 10.7868/s3034590125060047.
6. Потапов А.А. Зарождение и становление фрактальной радиофизики и фрактальной радиоэлектроники в ИРЭ РАН // Известия высших учебных заведений. Прикладная нелинейная динамика. 2025. Т. 33. №5. С. 748–776. DOI: 10.18500/0869-6632-003183.
7. Григорян Д.С. Определение области сверхразрешения источников излучения по пространству при собственных шумах и неидентичностях приемных трактов // Радиотехника. 2007. №8. С. 43–48.
8. Филонович А.В., Ворначева И.В., Степанова В.В., Войнаш С.А., Соколова В.А., Загидуллин Р.Р., Сабитов Л.С. Методы получения двумерных и трехмерных радиолокационных портретов объектов // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2023. №4. С. 228–233. DOI: 10.24412/2071-6168-2023-4-228-234.
9. Sharma A.K., Suraj N., Rokade M.V., et al. Study of variations in the absorption of cosmic radio noise using Riometer at Casey station // Library & Information Science Research. 2012. vol. 3. no. 2. pp. 149–155.
10. Загуменов А.В., Кузьмин В.А. Оценка ошибок определения ракурса подвижных протяжённых надводных объектов на основе цифровой обработки радиолокационного дальностно-азимутального портрета // Современные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций. 2023. №6. С. 139.
11. Захарченко В.Д., Коваленко И.Г., Акимов П.А., Денисов З.А. О возможности оценки геометрических характеристик астероида по радиолокационному портрету // Математическая физика и компьютерное моделирование. 2023. Т. 26. №4. С. 69–82. DOI: 10.15688/mpcm.jvolsu.2023.4.6.
12. Дурнаков А.А., Боков А.С., Кутькин А.Е. Оценка требований к разрядности преобразователей сигналов в задаче имитации радиолокационных портретов // СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии. 2024. №6. С. 230–231.
13. Манукьян А.А. Построение двумерных радиоизображений объектов по неэквидистантным кодированным частотно-временным последовательностям импульсов // Радиотехника и электроника. 2015. Т. 60. №3. С. 282. DOI: 10.7868/S0033849414120134.
14. Филонович А.В., Ворначева И.В., Степанова В.В., Артюхова В.И. К вопросу о получении двумерных портретов целей в многопозиционных радиолокационных системах // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2023. №7. С. 553–558. DOI: 10.24412/2071-6168-2023-7-533-534.
15. Пафиков Е.А., Тимошенко А.В., Тычков А.Ю., Савчук А.М., Захаров А.С. Пространственно-временные характеристики сигналов радиолокационных станций с синтезированной апертурой с учетом отражения от целей и местных предметов // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. 2025. №1. С. 175–184.
16. Alqahtani A.M. Numerical simulation to study the pattern formation of reaction – diffusion Brusselator model arising in triple collision and enzymatic // Journal of Mathematical Chemistry. 2018. vol. 56. pp. 1543–1566. DOI: 10.1007/s10910-018-0859-8.
17. Bashkirtseva I., Pavletsov M., Perevalova T., Ryashko L. Analysis of Noise-Induced Transitions in a Thermo-Kinetic Model of the Autocatalytic Trigger // Mathematics. 2023. vol. 11. no. 20. 4302 p. DOI: 10.3390/math11204302.
18. Timoshenko A.V., Perlov A.Y., Zakharov A.S., Sazonov V.V. Model for Calculating Changes in the Radiation Pattern and Amplitude-Phase Distribution in the Subarray of a Large-Aperture APPA Based on a Modified Thermal Conductivity Equation // Proceedings of the Systems of Signals Generating and Processing in the Field of on Board Communications. 2024. pp. 1–4. DOI: 10.1109/ieeeconf60226.2024.10496770.
19. Wang Y., Wang C., Lian P., et al. Effect of Temperature on Electromagnetic Performance of Active Phased Array Antenna // Electronics. 2020. no. 9(8). 1211 p. DOI: 10.3390/electronics9081211.
20. Xueming J., Manqing W. Jianmei T. Experimental study on a digital T/R module for phased array radar // Proceedings of the CIE International Conference on Radar Proceedings. 2001. pp. 898–902. DOI: 10.1109/ICR.2001.984856.
21. Mou C., Chen J., Peng H. Electromagnetic–Thermal Co-Simulation of Planar Monopole Antenna Based on HIE-FDTD Method // Electronics. 2022. no. 11(24). 4167 p. DOI: 10.3390/electronics11244167.
22. Liu H., Wang W., Tang D., et al. Thermal Deformation Modeling for Phased Array Antenna Compensation Control // Sensors. 2022. no. 22(6). 2325 p. DOI: 10.3390/s22062325.
23. Bozhko A.N., Livantsov V.E. Optimization of geometric analysis strategy in CAD-systems // Computer Research and Modeling. 2024. vol. 16. no. 4. pp. 825–840. DOI: 10.20537/2076-7633-2024-16-4-825-840.
24. Kim C., Choi H.-H., Lee K. Interference Coordination for Multi-UAV-Enabled Communications Under Probabilistic LoS Channels // IEEE Internet of Things Journal. 2025. vol. 12. no. 19. pp. 40484–40498. DOI: 10.1109/JIOT.2025.3589565.
25. Lee K., Park G., Chae, S.H. Joint Trajectory and Resource Optimization for Interference Management in Space-Air-Ground Integrated Networks Under Probabilistic LoS Channels // IEEE Transactions on Communications. 2026. vol. 74. pp. 5504–5518. DOI: 10.1109/TCOMM.2026.3664437.
26. Heo K., Lee W., Lee K. UAV-Assisted Wireless-Powered Secure Communications: Integration of Optimization and Deep Learning // IEEE Transactions on Wireless Communications. 2024. vol. 23. no. 9. pp. 10530–10545. DOI: 10.1109/TWC.2024.3372997.
27. Kim C., Choi H.-H., Lee K. Joint Optimization of Trajectory and Resource Allocation for Multi-UAV-Enabled Wireless-Powered Communication Networks // IEEE Transactions on Communications. 2024. vol. 72. no. 9. pp. 5752–5764. DOI: 10.1109/TCOMM.2024.3383113.
28. Zhu Q., Bai F., Pang M., et al. Geometry-Based Stochastic Line-of-Sight Probability Model for A2G Channels Under Urban Scenarios // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2022. vol. 70. no. 7. pp. 5784–5794. DOI: 10.1109/TAP.2022.3161277.
29. Pan Y., Da X., Hu H., et al. Joint Optimization of Trajectory and Resource Allocation for Time-Constrained UAV-Enabled Cognitive Radio Networks // IEEE Transactions on Vehicular Technology. 2022. vol. 71. no. 5. pp. 5576–5580. DOI: 10.1109/TVT.2022.3151671.
30. Луковский М.А., Матвеев А.М. Двухэтапный метод калибровки АФАР // Журнал радиоэлектроники. 2022. №7. С. 1–23. DOI: 10.30898/1684-1719.2022.7.4
31. Луковский М.А, Матвеев А.М. Сравнительный анализ методов калибровки каналов сигналов антенн моноимпульсной радиолокации. Журнал радиоэлектроники. 2022. №6. С. 1–31. DOI: 10.30898/1684-1719.2020.6.5.
32. Корыстин А.А., Кулешов Ю.В., Новиков А.В. Имитационное моделирование приемо-передающего канала коротковолновой радиолокационной станции на основе модели ионосферного канала Уоттерсона // Труды Военно-космической академии имени А.Ф. Можайского. 2025. №697. С. 114–128.
33. Разиньков С.Н., Перлов А.Ю., Захаров А.С., Темник Я.А. Оперативная калибровка активных фазированных антенных решеток наземных радиолокационных станций // Воздушно-космические силы. Теория и практика. 2024. №29. С. 94–102.
34. Timoshenko A.V., Perlov A.Y., Chirov D.S., Zakharov A.S. Algorithm for assessing the readiness of a wideband radar for constructing radar portraits of space objects // T-Comm. 2025. vol. 19. no. 8. pp. 64–71.
35. Babkin Y.V., Zverev G.P., Timoshenko A.V., et al. Management of space surveillance radar temporal resource on fuzzy theory // Scientific and Technical Journal of Information Technologies, Mechanics and Optics. 2024. vol. 24. no. 3. pp. 513–519. DOI: 10.17586/2226-1494-2024-24-3-513-519.
36. Korpusov M.O., Perlov A.Y., Timoshenko A.V., Shafir R.S. On the Blow-Up of the Solution of a Nonlinear System of Equations of a Thermal-Electrical Model // Mathematical Notes. 2024. vol. 114. pp. 850–861. DOI: 10.1134/S0001434623110202.
37. ГОСТ Р 51901-2002. Менеджмент Риска. Анализ риска технологических систем // М.: Госстандарт России. 2002.
38. Лепихин А.М., Махутов Н.А., Шокин Ю.И., Юрченко А.В. Концепция риск-анализа технических систем с использованием цифровых двойников // Вычислительные технологии. 2020. Т. 25. №4. С. 99–113. DOI: 10.25743/ICT.2020.25.4.009.
39. Rockafellar R.T., Uryasev S. Conditional value-at-risk for general loss distributions // Journal of banking & finance. 2002. vol. 26. no. 7. pp. 1443–1471. DOI: 10.1016/S0378-4266(02)00271-6.
40. Иванюк В.А., Андропов К.Н., Егорова Н.Е. Классические и современные подходы к оценке и прогнозированию рисков активов // Фундаментальные исследования. 2016. №3-2. С. 380–384.
41. Курушина С.Е., Федорова Е.А., Гуровская Ю.А. Методика анализа шумоиндуцированных явлений в двухкомпонентных стохастических системах реакционно-диффузионного типа со степенной нелинейностью // Компьютерные исследования и моделирование. 2025. Т. 17. №2. C. 277–291. DOI: 10.20537/2076-7633-2025-17-2-277-291.
42. Орлов Ю.Н., Федоров С.Л. Генерация нестационарных траекторий временного ряда на основе уравнения Фоккера-Планка // Труды Московского физико-технического института. 2016. Т. 8. №2(30). С. 126–133.
43. Орлов Ю.Н., Босов А.Д. Кинетико-гидродинамический подход к прогнозированию нестационарных временных рядов на основе уравнения Фоккера–Планка // Труды Московского физико-технического института. 2012. Т. 4. №4(16). С. 134–140.
44. Захаров С.М., Митрохин М.А., Климов А.Е. Анализ возможности использования методов прогнозирования временных рядов для адаптации решающих правил средств обнаружения систем безопасности объектов // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. 2015. №2(34). С. 36–44.
Опубликован
Как цитировать
Раздел
Copyright (c) Анатолий Юрьевич Перлов

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
Авторы, которые публикуются в данном журнале, соглашаются со следующими условиями: Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и передают журналу право первой публикации вместе с работой, одновременно лицензируя ее на условиях Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным указанием авторства данной работы и ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале. Авторы сохраняют право заключать отдельные, дополнительные контрактные соглашения на неэксклюзивное распространение версии работы, опубликованной этим журналом (например, разместить ее в университетском хранилище или опубликовать ее в книге), со ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале. Авторам разрешается размещать их работу в сети Интернет (например, в университетском хранилище или на их персональном веб-сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению, а также к большему количеству ссылок на данную опубликованную работу (Смотри The Effect of Open Access).