Алгоритм послiдовного виявлення траєкторiї малорозмiрного БпЛА FMCW радаром за критерiєм «найсильнiший сусiд»

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorМаленчик, Т. В.
dc.contributor.authorЖук, С. Я.
dc.date.accessioned2025-03-05T14:08:50Z
dc.date.available2025-03-05T14:08:50Z
dc.date.issued2024
dc.description.abstractДля забезпечення прийнятної ймовірності виявлення малорозмірних БпЛА виникає необхідність зниження порога виявлення, що призводить до суттєвого збільшення ймовірності хибної тривоги в елементі розрізнення (більше 10-3). Для підвищення ефективності вирішення задач вторинної обробки радіолокаційної інформації при збільшенні кількості хибних відміток, використовуються вирішальні статистики відміток, отримані при первинній обробці сигналів. Відомі алгоритми послідовного виявлення траєкторії цілі з використанням вирішальних статистик відміток вимагають значних обчислювальних витрат. Для вирішення задачі виявлення траєкторії цілі використовується послідовний критерій відношення правдоподібності Вальда з постійними порогами, що розраховуються на основі заданих ймовірностей правильного і хибного виявлення траєкторії цілі. Отримано математичний вираз часткового відношення правдоподібності, у якому враховано щільності ймовірності вирішальної статистики відмітки за умови, що вона є цільовою або хибною, а також ймовірності: виявлення цілі і хибної тривоги в елементі розрізнення, попадання цільової відмітки в строб підтвердження траєкторії, відсутності в стробі хибних відміток. Аналіз запропонованого алгоритму та його порівняння з відомим, у якому ототожнення відміток відбувається за критерієм близькості до центру стробу, проведено за допомогою статистичного моделювання на прикладі виявлення траєкторії цілі за даними FMCW радара, що вимірює дальність та радіальну швидкість цілі. Для опису щільностей ймовірності вирішальної статистики відмітки за умови, що вона є цільовою або хибною використовуються нецентральний і центральний розподіли хі-квадрат з двома ступенями свободи. Для розглянутого прикладу, на відміну від відомого алгоритму, в якому не враховуються вирішальні статистики відмітки, розроблений алгоритм забезпечує збільшення ймовірністі виявлення траєкторії цілі при α = 10-2, 5 x 10-3 на 14%-50% і 4%-34% відповідно. При цьому середнє число оглядів при α = 10-2, 5 x 10-3 зменшується приблизно в 4 та 2.5 рази. Ймовірність хибного виявлення траєкторії цілі FΣт для розробленого алгоритму менше ніж на порядок. При цьому середнє число оглядів при α = 10-2, 5 x 10-3 зменшується приблизно в 3.8 та 2.3 рази відповідно.
dc.description.abstractotherTo ensure an acceptable probability of detection of small UAVs, it is necessary to reduce the detection threshold, which leads to a significant increase of the probability of false alarm in the range-doppler bin (more than 10-3). To increase efficiency of solving the problems of secondary radar processing information with an increase of the number of false pips, the decision statistic of pips obtained during signal detection are used. The known algorithms for sequential target trajectory detection using decisive pips statistics require significant computational costs. To solve the problem of detecting the target trajectory, a sequential Wald likelihood ratio criterion with constant thresholds is used, which are based on the given probabilities of true and false detection probabilities of the target trajectory. A mathematical expression of the partial likelihood ratio is obtained, which considers the probability density of the decision statistic of the pip, provided that it is a target or not, as well as the probabilities of: target detection and false alarm in the bin, the target pip falling into the trajectory confirmation gate, and the absence of false pips in the gate. The analysis of the proposed algorithm and its comparison with the known one, in which the pips are identified by the criterion of the nearest neighbor, is carried out using statistical modeling using FMCW radar data (range and radial velocity of the target). The non-central and central chi-square distributions with two degrees of freedom are used to describe the probability densities of the decisive statistics of a pip, provided that it is either a target or a false pip. For the considered example, unlike the known algorithm, which does not consider the decisive statistics of the pip, the developed algorithm provides an increase in the probability of detection the target trajectory at α =10-2, 5 x 10-3 by 14%-50% and 4%-34%, respectively. At the same time, the average number of cycles at α = 10-2, 5 x 10-3 decreases by approximately 4 and 2.5 times. The probability of false detection of the target trajectory FΣт for the developed algorithm is less than an order of magnitude. At the same time, the average number of times at α =10-2, 5 x 10-3 decreases by approximately 3.8 and 2.3 times, respectively.
dc.format.pagerangeС. 23-29
dc.identifier.citationМаленчик, Т. В. Алгоритм послiдовного виявлення траєкторiї малорозмiрного БпЛА FMCW радаром за критерiєм «найсильнiший сусiд» / Маленчик Т. В., Жук С. Я // Вісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць. – 2024. – Вип. 98. – С. 23-29. – Бібліогр.: 18 назв.
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/RADAP.2024.98.23-29
dc.identifier.orcid0009-0003-0120-7855
dc.identifier.orcid0000-0002-0046-8450
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/72796
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.relation.ispartofВісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць, Вип. 98
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.sourceВісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць, Вип. 98
dc.subjectвиявлення траєкторiї
dc.subjectкритерiй Вальда
dc.subjectвiдношення правдоподiбностi
dc.subjectхибна тривога
dc.subjectвирiшальна статистика
dc.subjectрозподiл хi-квадрат
dc.subjectвiдмiтка цiлi
dc.subjectстроб
dc.subjecttrajectory detection
dc.subjectWald’s maximin model
dc.subjectlikelihood ratio
dc.subjectfalse alarm
dc.subjectdecision statistic
dc.subjectchi-square distribution
dc.subjecttarget pip
dc.subjectgate
dc.subject.udc621.396.96
dc.titleАлгоритм послiдовного виявлення траєкторiї малорозмiрного БпЛА FMCW радаром за критерiєм «найсильнiший сусiд»
dc.title.alternativeAlgorithm for Sequential Detection of Trajectory of Small Sized UAV by FMCW Radar According to Strongest Neighbor Criterion
dc.typeArticle

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
mos,+_metaradap-2032.pdf
Розмір:
1.59 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Вісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць, Вип. 98