Разработка моделей и методов имитации отражений от поверхности земли с учетом ветровых воздействий

Имитация отражений от поверхности Земли является важным этапом в процессе тестирования и оценки работоспособности радиолокационных станций. Для создания имитационной модели поверхности область, на которой планируется использовать радиолокационную станцию, разбивается на множество небольших участков. Каждый из этих участков рассматривается как точечный отражатель. Эхосигнал от области поверхности формируется как совокупность сигналов от точечных отражателей, входящих в нее, что требует значительных вычислительных ресурсов. Данный проект направлен на разработку имитационных моделей отражений от неоднородной земной поверхности под ветровым воздействием и раскрытие вопроса о требованиях к детальности модели, необходимой для воссоздания помехового сигнала с заданными характеристиками. Разработанная модель, с одной стороны, должна быть вычислительно эффективной, чтобы обеспечивать имитацию сигналов в реальном масштабе времени, а, с другой стороны, быть достаточно подробной для имитации работы высокоточных РЛС. В работе рассмотрены возможности оптимизации алгоритмов синтеза отражений от поверхности Земли. Моделирование отраженного от Земли сигнала сводится к вычислению свертки последовательности, описывающей структуру земной поверхности, и последовательности, описывающей зондирующий сигнал. Вычисление свертки эффективно по методу перекрытия с накоплением, где всю последовательность разделяют на несколько секций. Показано, что при вычислении частичных сверток с использованием преобразования Фурье гармоники, имеющие низкую энергетику, могут быть проигнорированы без значительного влияния на точность вычислений. Для каждой из секций можно использовать различные методы оптимизации в зависимости от свойств сигналов, отраженных от земной поверхности. Эти свойства зависят от удаленности рассматриваемого участка от радиолокационной станции. В зоне, расположенной близко к радиолокационной станции, вклад отражений от участков сильно зависит от их местоположения. Фактически отражения формируют только близлежащие участки. Получены выражения для оценки ошибок, которые возникают из-за пренебрежения отражениями от удаленных участков. Показано, что в зоне, находящейся на значительном расстоянии от радиолокационной станции, отражающие участки принимают точечный характер, что позволяет непосредственно вычислять свертку без применения быстрых алгоритмов. Описанные методы позволяют уменьшить вычислительную сложность моделирования, тем самым уменьшив требования к мощности устройств для имитации отражений. Получен алгоритм имитации модели отражений от поверхности земли учетом воздействия ветра. Представленные методы оптимизации вычислений могут быть использованы для разработки имитаторов эхосигналов.