ntvНаучно-технический вестник информационных технологий, механики и оптикиScientific and Technical Journal of Information Technologies, Mechanics and Optics2226-14942500-0373Университет ИТМО10.17586/2226-1494-2022-22-3-600-609ntv-279Research ArticleМАТЕМАТИЧЕСКОЕ И КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕMODELING AND SIMULATIONОбоснование путей построения и оценка эффективности применения пространственно распределенной системы информационных сенсоров для мониторинга обстановкиSubstantiation of construction and evaluation ways of the application efficiency for spatially distributed system of information sensors to provide environment monitoringhttps://orcid.org/0000-0002-8315-0586ЗюзинА. В.ZyuzinA. V.

Зюзин Алексей Владимирович — доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой

Ярославль, 150001

Alexey V. Zyuzin — D. Sc. (Eng.), Professor, Head of Department

Yaroslavl, 150001

aleksey.zyuzin@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2674-9074КнышМ. В.KnyshM. V.

Кныш Марина Владимировна — кандидат физико-математических наук, доцент

Ярославль, 150001

Marina V. Knysh — PhD (Physics & Mathematics), Associate Professor

Yaroslavl, 150001

mariku2713@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3987-0607РазиньковС. Н.RazinkovS. N.

Разиньков Сергей Николаевич — доктор физико-математических наук, доцент, ведущий научный сотрудник

Воронеж, 394065

Sergey N. Razinkov — D. Sc. (Physics & Mathematics), Associate Professor, Leading Researcher

Voronezh, 394065

razinkovsergey@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9791-142XТимошенкоА. В.TymoshenkoA. V.

Тимошенко Александр Васильевич — доктор технических наук, профессор, ведущий научный сотрудник

Москва, 125993

Alexander V. Tymoshenko — D. Sc. (Eng.), Professor, Leading Researcher

Moscow, 125993

u567ku78@gmail.comЯрославское высшее военное училище противовоздушной обороныРоссияYaroslavl Higher Military School of Air DefenseRussian FederationВоенный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина»РоссияAir Force Education and Research Center “The Zhukovsky — Gagarin Air Force Academy”Russian FederationМосковский авиационный институт (национальный исследовательский университет)РоссияMoscow Aviation Institute (National Research University)Russian Federation202217122024223600609Copyright © Зюзин А.В., Кныш М.В., Разиньков С.Н., Тимошенко А.В., 20242024Зюзин А.В., Кныш М.В., Разиньков С.Н., Тимошенко А.В.Zyuzin A.V., Knysh M.V., Razinkov S.N., Tymoshenko A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ntv.elpub.ru/jour/article/view/279

На основе принципов структурно-информационного анализа обстановки обоснованы пути построения системы пространственно распределенных информационных сенсоров с функциями реконфигурации структуры и изменения состава в соответствии с задачами и условиями мониторинга. С использованием метода неопределенных множителей Лагранжа разработана процедура рационального выбора конфигурации системы сенсоров для контроля заданной зоны пространства. Получены экспериментальные оценки точности определения местоположения объектов в пространственно ра спределенных системах пассивной радиолокации при использовании в качестве информационных сенсоров азимутально-угломестных пеленгаторов и приемниковизмерителей времени прихода сигналов. Выявлены закономерности повышения точности местоопределения объектов за счет выбора числа и позиций информационных сенсоров.

Based on the principles of structural information analysis of the situation, the ways to build a system of spatially distributed information sensors with functions of reconfiguring the structure and changing the composition in accordance with monitoring tasks and conditions are justified. Using the method of indeterminate Lagrange multipliers, a procedure has been developed for rationally selecting the configuration of a sensor system to achieve stability and reliability of control over a given area of space. Experimental estimates of the determining location accuracy of objects in spatially distributed passive radar systems are obtained when azimuth-angular direction finders and signal detectors are used as information sensors. Regularities of accuracy increase due to selection of number and positions of information sensors are revealed.

мониторинг обстановкисистема информационных сенсоровсреднеквадратическая ошибка определения местоположения объектаenvironment monitoringinformation sensor systemstandard error of object location determinationrecurrence linear filtering of parametersИсследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 21-19-00481This work is supported by the Russian Science Foundation under grant № 21-19-00481.ReferencesКуприянов А.И., Сахаров А.В. Теоретические основы радиоэлектронной борьбы: учебное пособие. М.: Вузовская книга, 2007. 356 с.Kupriianov A.I., Sakharov A.V. Theoretical Background of the Radioelectronic Warfare. Tutorial. Moscow, Vuzovskaja kniga Publ., 2007, 356 p. (in Russian)Kostylev V.I., Slichenko M.P. Energy detection of partially polarized radio signals against the background of gaussian noise // RadioPhysics and Quantum Electronics. 2011. V. 53. N 12. P. 721–731. https://doi.org/10.1007/s11141-011-9265-9Kostylev V.I., Slichenko M.P. Energy detection of partially polarized radio signals against the background of gaussian noise. Radio-Physics and Quantum Electronics, 2011, vol. 53, no. 12, pp. 721–731. https://doi.org/10.1007/s11141-011-9265-9Trifonov A.P., Korchagin Y.E., Chernoyarov O.V., Shakhtarin B.I. Detection of radio signals that appear and disappear at unknown moments // Journal of Communications Technology and Electronics. 2015. V. 60. N 4. P. 375–385. https://doi.org/10.1134/S1064226915040130Trifonov A.P., Korchagin Y.E., Chernoyarov O.V., Shakhtarin B.I. Detection of radio signals that appear and disappear at unknown moments. Journal of Communications Technology and Electronics, 2015, vol. 60, no. 4, pp. 375–385. https://doi.org/10.1134/S1064226915040130Kochkarov A.A., Razin’kov S.N., Timoshenko A.V., Shevtsov V.A. Comprehensive method of information resources control ensuring the security of telecommunication systems of aviation monitoring complexes // Russian Aeronautics. 2020. V. 63. N 2. P. 347–356. https://doi.org/10.3103/s1068799820020233Kochkarov A.A., Razin’kov S.N., Timoshenko A.V., Shevtsov V.A. Comprehensive method of information resources control ensuring the security of telecommunication systems of aviation monitoring complexes. Russian Aeronautics, 2020, vol. 63, no. 2, pp. 347–356. https://doi.org/10.3103/s1068799820020233Меньшаков Ю.К. Теоретические основы технических разведок: учебное пособие. М.: МГТУ имени Н.Э. Баумана, 2008. 536 с.Menshakov Iu.K. Theoretical Background of the Technical Reconnaissance. Tutorial. Moscow, Bauman Moscow State Technical University, 2008, 536 p. (in Russian)Радзиевский В.Г., Сирота А.А. Теоретические основы радиоэлектронной разведки. М.: Радиотехника, 2004. 432 с.Radzievskii V.G., Sirota A.A. Theoretical Background of the Electronic Reconnaissance. Moscow, Radiotehnika Publ., 2004, 432 p. (in Russian)Pieraccini M., Miccinesi L., Rojhani N. RCS Measurements and ISAR images of small UAVs // IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine. 2017. V. 32. N 9. P. 28–32. https://doi.org/10.1109/MAES.2017.160167Pieraccini M., Miccinesi L., Rojhani N. RCS Measurements and ISAR images of small UAVs. IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine, 2017, vol. 32, no. 9, pp. 28–32. https://doi.org/10.1109/MAES.2017.160167Кондратьев В.С., Котов А.Ф., Марков Л.Н. Многопозиционные радиотехнические системы / под ред. В.В. Цветнова. М.: Радио и связь, 1986. 264 с.Kondratev V.S., Kotov A.F., Markov L.N. Multi-Position Radio Engineering Systems. Moscow, Radio i svjaz’ Publ., 1986, 264 p. (in Russian)White W.D. Low-angle radar tracking in the presence of multipath // IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems. 1974. V. AES-10. N 6. P. 835–852. https://doi.org/10.1109/TAES.1974.307892White W.D. Low-angle radar tracking in the presence of multipath. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 1974, vol. AES-10, no. 6, pp. 835–852. https://doi.org/10.1109/TAES.1974.307892Rаzinkоv S.N., Rеshetnyak Е.А., Zhidko E.А. Measurement of the coordinates of radio emission at high frequencies by goniometric and goniometric-range finding methods // Measurement Techniques. 2020. V. 62. N 12. Р. 1056–1063. https://doi.org/10.1007/s11018-020-01734-yRаzinkоv S.N., Rеshetnyak Е.А., Zhidko E.А. Measurement of the coordinates of radio emission at high frequencies by goniometric and goniometric-range finding methods. Measurement Techniques, 2020, vol. 62, no. 12, pp. 1056–1063. https://doi.org/10.1007/s11018-020-01734-yГуров Г.Б., Поздышев В.Ю., Тимошенко А.В., Разинькова О.Э. Идентификация маневрирующих объектов при структурно-системном контроле воздушного пространства // Вычислительные технологии. 2021. Т. 26. № 4. С. 16–26. https://doi.org/10.25743/ICT.2021.26.4.003Gurov G.B., Pozdyshev V.Y., Timoshenko A.V., Razinkova O.E. Identification of maneuvering objects during structural and system control of airspace. Journal of Computational Technologies, 2021, vol. 26, no. 4, pp. 16–26. (in Russian). https://doi.org/10.25743/ICT.2021.26.4.003Бахтин В.И., Иванишко И.А., Лебедев А.В., Пиндрик О.И. Метод множителей Лагранжа. Минск: БГУ, 2012. 40 с.Bakhtin V.I., Ivanishko I.A., Lebedev A.V., Pindrik O.I. Method of the Lagrange Multipliers. Minsk, BSU, 2012, 40 p. (in Russian)Barton D.K. Modern Radar System Analysis. Norwood, Mass.: Artech House, 1988. 388 p.Barton D.K. Modern Radar System Analysis. Norwood, Mass., Artech House, 1988, 388 p.Агафонов Л.К. Элементы математического описания структуры сотовых систем подвижной радиосвязи // Средства связи. 1991. № 2. С. 28–32.Agafonov L.K. Elements of the Mathematical Description of the Cellular Systems Structures for Mobile Radio Communications. Sredstva svjazi, 1991, no. 2, pp. 28–32. (in Russian)Львов А.В., Мителькова А.Д., Кабаев Д.В., Стародубровский А.С. Разработка и прототипирование радиоэлектронных устройств по технологии SDR с использованием системы GNU RADIO // Сборник трудов XXIV Международной научно-технической конференции «Радиолокация, навигация, связь» Т. 2. Воронеж: ВГУ, 2018. С. 228–234.Lvov A.V., Mitelkova A.D., Kabaev D.V., Starodubrovsky A.S. Development and prototyping of SDR radio systems using the GNU RADIO toolkit. Proс. of the XXIV International Conference “Radar Ranging, Navigation, and Communications”. Vol. 2. Voronezh, Voronezh State University, 2018, pp. 228–234. (in Russian)Zhidko E.A., Razin’kov S.N. Methods for determining the angular coordinates and locations of radio sources in unmanned monitoring systems and experimental estimates of the accuracy of these parameters // Measurement Techniques. 2020. V. 62. N 10. Р. 893– 899. https://doi.org/10.1007/s11018-020-01710-6Zhidko E.A., Razin’kov S.N. Methods for determining the angular coordinates and locations of radio sources in unmanned monitoring systems and experimental estimates of the accuracy of these parameters. Measurement Techniques, 2020, vol. 62, no. 10, pp. 893–899. https://doi.org/10.1007/s11018-020-01710-6

The authors declare that there are no conflicts of interest present.