Безвесільний Олександр Олексійович. Методи обробки даних в когерентних радіолокаційних системах дистанційного дослідження атмосфери та земної поверхні : Дис... канд. наук: 01.04.03 - 2007.
Анотація до роботи:
Безвесільний О.О. Методи обробки даних в когерентних радіолокаційних системах дистанційного дослідження атмосфери та земної поверхні. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.03 – радіофізика. Інститут радіофізики та електроніки ім. О. Я. Усикова НАН України, Харків, 2006.
Запропоновано підходи до знаходження параметрів хмар та опадів за моментами допплерівських спектрів, що вимірюються за допомогою допплерівських метеорологічних радіолокаторів, для випадків релеєвського розсіяння та розсіяння Мі на краплях. Встановлено, що концентрацію і ефективний діаметр крапель слід вважати незалежними параметрами. Для літакового радіолокатора з синтезованою апертурою розроблено методи, що дозволяють за сигналами, відбитими від земної поверхні, оцінювати кути орієнтації променя антени для точного розрахунку допплерівського центроїда та знаходити прискорення літака через автофокусування шляхом оптимізації контрасту по багатопоглядовому зображенню. Методи було впроваджено в літаковому радіолокаторі, що дозволило суттєво спростити навігаційну систему радіолокатора та зменшити її вартість. Удосконалено фільтри на основі вейвлетного перетворення, призначені для видалення спекл-шуму на радіолокаційних зображеннях, отриманих за допомогою радіолокатора з синтезованою апертурою. Зокрема, знайдено формули для вибору порогових значень для цих фільтрів. Крім того, запропоновано вдосконалений критерій однорідності для фільтра Лі з вікном, адаптивним за розміром та формою.
Основні результати цієї роботи такі.
Запропоновано підходи до знаходження параметрів хмар та опадів за моментами допплерівського спектру для випадків релеєвського розсіяння та розсіяння Мі на краплях. Показано, що концентрацію і ефективний діаметр крапель слід розглядати як незалежні величини.
Підхід до визначення параметрів хмар та опадів за одночастотними вимірюваннями було впроваджено у радіолокатори міліметрового діапазону довжин хвиль.
Розроблено метод визначення кутів орієнтації антени за відбитими радіолокаційними сигналами, які необхідні для точного розрахунку допплерівського центроїда.
Суттєво вдосконалено метод оптимізації контрасту для оцінювання фокусуючого коефіцієнта шляхом знаходження прискорення літака та розрахунку контрасту по багатопоглядовому зображенню.
Методи оцінювання допплерівського центроїда та фокусуючого коефіцієнта були впроваджені в літаковому радіолокаторі з синтезованою апертурою, що дозволило суттєво спростити та здешевити навігаційну систему і при цьому отримувати якісні радіолокаційні зображення.
Вдосконалено фільтри на основі одновимірного та двовимірного вейвлетного перетворення, призначені для видалення спекл-шуму на радіолокаційних зображеннях. Запропоновано вдосконалений критерій однорідності для фільтра Лі. Вдосконалені методи фільтрації було впроваджено в радіолокаторі з синтезованою апертурою.
Запропоновані підходи до оцінювання ефективного діаметра і концентрації крапель дають можливість підвищити точність оцінювання запасу води в хмарах та інтенсивності дощу. Впровадження цих підходів розширює можливості допплерівських метеорологічних радіолокаторів щодо спостереження хмар та опадів.
Методи оцінювання кутів орієнтації та прискорення літака безпосередньо з аналізу відбитих радіолокаційних сигналів дозволяють суттєво спростити та зменшити вартість навігаційної системи і отримувати якісні радіолокаційні зображення за допомогою радіолокатора з синтезованою апертурою, який може бути встановлений навіть на легкомоторному літаку.
Вдосконалені фільтри на основі вейвлетного перетворення та фільтр Лі з покращеним критерієм однорідності дозволяють ефективно видаляти шум як в однорідних, так і в неоднорідних частинах зображення, зберігаючи чіткі межі та дрібні деталі.
Публікації автора за темою дисертації
Bezvesilniy O.O., Vinogradov V.V., Schuenemann K. Noise reduction algorithm based on template wavelet coefficients // Радиофизика и радиоастрономия. – 2000. – Т. 5, № 3. – С. 301–310.
Bezvesilniy O.O., Peters G., Vavriv D.M. Estimating cloud and rain parameters from Doppler radar data // Радиофизика и радиоастрономия. – 2003. – Т. 8, № 3. – С. 296–302. (Також у журналі: Telecommunications and Radio Engineering. – 2004. – Vol. 61, Issue 2. – P. 116–124.)
Безвесильный А.А., Ваврив Д.М., Виноградов В.В. Оценивание доплеровского центроида и автофокусировка в самолетном радиолокаторе бокового обзора с синтезированной апертурой // Доклады НАН Украины. – 2005. – № 9. – C. 77–83.
Безвесильный А.А., Духопельникова Е.В., Виноградов В.В., Ваврив Д.М. Модифицированный фильтр Ли для удаления спекл-шума на радиолокационных изображениях // Радиотехника (Всеукр. межвед. научно-технический сборник ХНУРЭ). – 2006. – Вып. 145. – С. 63–70.
Vavriv D.M., Vynogradov V.V., Volkov V.A., Kozhyn R.V., Bezvesilniy O.O., Alekseenkov S.V., Shevchenko A.V., Belikov A.A., Vasilevskiy M.P., Zaikin D.I. Cost-effective airborne SAR // Радиофизика и радиоастрономия. – 2006. – Т. 11, №3. – С. 276–297.
Bezvesilniy O.O., Vinogradov V.V., Schuenemann K. Image denoising algorithm based on template wavelet coefficients // Proc. of the 5th Int. Workshop “Planetary Radio Emissions V” (Graz, Austria). – 2001. – P. 407–414.
Bezvesilniy O.O., Vinogradov V.V., Vavriv D.M., Schuenemann K. Radar image processing by wavelet edge analysis // Proc. of German Radar Symposium GRS2002 (Bonn, Germany). – 2002. – P. 253–257.
Bezvesilniy O.O., Vavriv D.M., Peters G. An algorithm for a real-time retrieval of cloud and rain parameters from Doppler radar data // Proc. of German Radar Symposium GRS2002 (Bonn, Germany). – 2002. – P. 299–303.
Bezvesilniy O.O., Peters G., Vavriv D.M. Real-time estimation of rain-cloud and rain parameters with Doppler radar // Proc. of the 6th Int. Symposium on Tropospheric Profiling: Needs and Technologies ISTP2003 (Leipzig, Germany). – 2003. – P. 309–311.
Bezvesilniy O.O., Vinogradov V.V., Vavriv D.M., Schnemann K. Wavelet-based image processing: Edge detection and noise reduction // Proc. of 17th Int. Conference on Applied Electromagnetics and Communications ICECom2003 (Dubrovnik, Croatia). – 2003. – P. 123–126.
Vavriv D.M., Vynogradov V.V., Volkov V.A., Kozhyn R.V., Bezvesilniy O.O., Alekseenkov S.V., Shevchenko A.V., Vasilevskiy M.P. An airborne SAR with indication of moving targets // Proc. of the 5th Int. Kharkov Symposium on Physics and Engineering of Microwaves MSMW’04 (Kharkov, Ukraine). – 2004. – Vol. 1. – P. 115–119.
Vavriv D.M., Vynogradov V.V., Volkov V.A., Kozhyn R.V., Bezvesilniy O.O., Alekseenkov S.V., Shevchenko A.V., Vasilevskiy M.P. Cost-effective Ku-band airborne SAR with indication of moving targets // Proc. of the Int. Radar Symposium IRS2005 (Berlin, Germany). – 2005. – P. 203–207.
Bezvesilniy O.O., Vynogradov V.V., Vavriv D.M. Estimating Doppler centroid and autofocusing for airborne SAR // Proc. of the Int. Radar Symposium IRS2005 (Berlin, Germany). – 2005. – P. 59–63.
Bezvesilniy O.O., Vavriv D.M. Estimating cloud and rain parameters from Ka- and W-band dual-wavelength Doppler measurements // Proc. of the Int. Radar Symposium IRS2005 (Berlin, Germany). – 2005. – P. 493–497.
Vavriv D.M., Vynogradov V.V., Volkov V.A., Kozhyn R.V., Bezvesilniy O.O., Alekseenkov S.V., Shevchenko A.V., Vasilevskiy M.P. Low-cost SAR for light-weight aircraft platform // Proc. of the Int. Workshop on Microwaves, Radar and Remote Sensing MRRS2005 (Kiev, Ukraine). – 2005. – P. 38–44.
Bezvesilniy O.O., Vavriv D.M. Novel possibilities of Ka- and W-band dual-wavelength Doppler measurements for retrieving cloud and rain parameters // Proc. of the Int. Workshop on Microwaves, Radar and Remote Sensing MRRS2005 (Kiev, Ukraine). – 2005. – P. 71–75.
Vavriv D.M., Vynogradov V.V., Volkov V.A., Kozhyn R.V., Bezvesilniy O.O., Alekseenkov S.V., Shevchenko A.V., Vasilevskiy M.P. Cost-effective Ku-band airborne SAR with Doppler centroid estimation, autofocusing and indication of moving targets // Proc. of the 2nd European Radar Conference EuRAD2005, (Paris, France). – 2005. – P. 21–24.
Bezvesilniy O.O., Dukhopelnykova Y.V., Vynogradov V.V., Vavriv D.M., Schuenemann K. Homogeneity criteria for Lee and wavelet-based speckle reduction filters // Proc. of the 6th European Conference on Synthetic Aperture Radar EUSAR2006 (Dresden, Germany). – 2006. – P. P17.3.1–P17.3.4.
