Том 34, номер 07, статья № 9

Аннотация:

Проведено моделирование процесса обработки пачечного сигнала в лазерном дальномере, измеряющем высоту орбиты космических аппаратов импульсным методом на дальностях 180÷370 км при работе фотодетектора в режиме интеграции заряда с учетом мощности фона солнечной радиации. При этом дальномер излучает пачку (пять) импульсов длительностью 10 нс с интервалом между ними 250 мкс. Цифровая обработка принимаемых эхо-сигналов основана на методе синхронного последетекторного сложения амплитуд всех импульсов пачки. При моделировании обработки такого сигнала использовался строб дальности 180÷367,5 км. Представлено описание программы и ее интерфейса для моделирования, которые формируют нормальный гауссовский шум со средним значением и дисперсией, зависящими от среднего значения мощности фона. Определены вероятности ложной тревоги и правильного обнаружения сигнала с учетом порогового числа фотоэлектронов для различного числа сигнальных фотоэлектронов в одном импульсе пачки. Исследованы ошибки измерения дальности во всем диапазоне строба.

Ключевые слова:

лазерный дальномер, пачечный сигнал, моделирование, вероятности ложной тревоги и правильного обнаружения

Список литературы:

1. Матвеев И.Н., Протопопов В.В., Троицкий И.Н., Устинов Н.Д. Лазерная локация / под ред. Н.Д. Устинова. М.: Машиностроение, 1984. 272 с.
2. Бельский А.Б., Здор С.Е., Колинько В.И., Яцкевич Н.Г. Новый подход к разработкам оптико-электронных средств мониторинга околоземного космического пространства // Опт. журн. 2009. Т. 86, № 8. С. 22–28.
3. Degnan J.J. Unified approach to photon-counting microlaser rangers, transponders, and altimeters // Surv. Geophys. 2001. V. 22. P. 431–447. DOI: 10.1023/A:1015659931843.
4. Васильев В.П., Шаргородский В.Д. Современное состояние высокоточной спутниковой лазерной дальнометрии в России // Фотоника. 2017. Т. 66, № 6. С. 74–85. DOI: 10.22184/1993-7296.2017.66.6.74.85.
5. URL: https://ilrs.cddis.eosdis.nasa.gov (last access: 20.03.2021).
6. Wilkinson M., Schreiber U., Procházka I., Moore C., Degnan J., Kirchner G., Zhongping Z., Dunn P., Shargorodskiy V., Sadovnikov M., Courde C., Kunimmori H. The next generation of satellite laser ranging systems // J. Geodesy. 2018. V. 93. P. 2227–2247. DOI: 10.1007/s00190-018-1196-1.
7. Цыба Е.Н. Вычисление параметров вращения Земли по результатам спутниковой лазерной дальнометрии международной сети ILRS // Тр. ИПА РАН. 2016. Вып. 38. С. 66–70.
8. Основы построения радиолокационных станций радиотехнических войск: учебник / В.Н. Тяпкин, А.Н. Фомин, Е.Н. Гарин [и др.]; под общей ред. В.Н. Тяпкина. Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2011. 536 с.
9. Лось А.П., Розов А.К. Способ некогерентного обнаружения повторяющихся сигналов // Изв. вузов России. Радиоэлектроника. 2016. № 3. С. 7–12.
10. Чухломин И.Е., Файзулин Н.А., Москович И.Р. Обнаружение короткой пачки при адаптивной междупериодной обработке // Радиопромышленность. 2016. № 4. С. 124–129.
11. Васильев В.П., Глущенко Н.Ф., Знаменский И.В., Сумерин В.В. Лазер с диодной накачкой в локаторах с «пачечным» сигналом // Системотехника. 2004. № 2. URL: http://systech.miem.edu.ru/2004/n2/Vasiliev.htm (last access: 20.03.2021).
12. Долгий С.И., Невзоров А.А., Невзоров А.В., Макеев А.П., Романовский О.А., Харченко О.В. Лидарный комплекс для измерения вертикального распределения озона в верхней тропосфере–стратосфере // Оптика атмосф. и океана. 2018. Т. 31, № 9. С. 764–770; Dolgii S.I., Nevzorov A.A., Nevzorov A.V., Makeev A.P., Romanovskii O.A., Kharchenko O.V. Lidar complex for measurement of vertical ozone distribution in the upper troposphere–stratosphere // Atmos. Ocean. Opt. 2018. V. 31, N 6. P. 702–708. DOI: 10.15372/AOO20180911.
13. Маричев В.Н., Бочковский Д.А. Лидарный комплекс станции высотного зондирования атмосферы ИОА СО РАН // Оптика атмосф. и океана. 2020. Т. 33, № 5. С. 399–406.
14. Надеев А.И., Пеннер И.Э., Шевцов Е.С. Фотоприемный модуль для регистрации лидарных сигналов в ближней ИК-области // Оптика атмосф. и океана. 2020. Т. 33, № 4. С. 309–314; Nadeev A.I., Penner I.E., Shevtsov E.S. Photodetector module for recording lidar signals in the near-infrared region // Atmos. Ocean. Opt. 2020. V. 33, N 4. P. 400–405. DOI: 10.15372/AOO20200410.
15. Гальярди Р.М., Карп Ш. Оптическая связь / под ред. А.Г. Шереметьева. М.: Связь, 1978. 424 с.
16. Знаменский И.В., Тихомиров А.А. Оптимизация и расчет параметров лазерного высотомера при некогерентном приеме // Оптика атмосферы. 1990. Т. 3, № 5. С. 552–558.
17. Глазов Г.Н. Статистические вопросы лидарного зондирования атмосферы. Новосибирск: Наука, 1987. 311 с.