radioelectronicsИзвестия высших учебных заведений России. РадиоэлектроникаJournal of the Russian Universities. Radioelectronics1993-89852658-4794Saint Petersburg Electrotechnical University10.32603/1993-8985-2021-24-3-72-80radioelectronics-523Research ArticleРАДИОЛОКАЦИЯ И РАДИОНАВИГАЦИЯRADAR AND NAVIGATIONОпределение пространственной разрешающей способности на радиолокационных изображениях при дистанционном зондировании ЗемлиDetermination of the Spatial Resolution of Radar Images in Remote Sensing of the EarthГусевС. Н.GusevS. N.

Гусев Сергей Николаевич – кандидат технических наук (2019), начальник лаборатории военного института (научно-исследовательского). Автор более 20 научных и учебно-методических публикаций. Сфера научных интересов – радиоэлектронная борьба и радиолокационные системы.

ул. Ждановская, д. 13, Санкт-Петербург, 197198

Sergey N. Gusev, Cand. Sci. (Eng.) (2019), Нead of the laboratory. Author of more than 20 scientific and educational publications. Area of expertise: electronic warfare and radiolocation systems.

13 Zhdanovskaya St., St Petersburg 197198

vka@mil.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8520-9203ЖуравлевС. В.ZhuravlevS. V.

Журавлев Сергей Викторович – кандидат технических наук (1993), старший научный сотрудник (2000). Автор более 20 научных и учебно-методических публикаций, 14 авторских свидетельств и патентов. Сфера научных интересов – цифровая обработка сигналов и навигационные системы.

ул. Ждановская, д. 13, Санкт-Петербург, 197198

Sergey V. Zhuravlev, Cand. Sci. (Eng.) (1993), Senior Researcher (2000). Author of more than 20 scientific and educational publications, 14 author’s certificates and patents. Area of expertise: digital signal processing and navigation systems.

13 Zhdanovskaya St., St Petersburg 197198

sawojar@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4955-4031ПоповА. В.PopovA. V.

Попов Анатолий Васильевич – кандидат технических наук (1989), старший научный сотрудник (1998). Автор более 30 научных и учебно-методических публикаций, 7 авторских свидетельств и патентов. Сфера научных интересов – радиолокация и цифровая обработка сигналов.

ул. Ждановская, д. 13, Санкт-Петербург, 197198

Anatolij V. Popov, Cand. Sci. (Eng.) (1989), Senior Researcher (1998). Author of more than 30 scientific and educational publications, 7 author’s certificates and patents. Area of expertise: digital signal processing and radiolocation systems.

13 Zhdanovskaya St., St Petersburg 197198

avpop55@mail.ruВоенно-космическая академия им. А. Ф. МожайскогоРоссияA. F. Mozhaisky Military Space AcademyRussian Federation2021230620212437280Copyright © Гусев С.Н., Журавлев С.В., Попов А.В., 20212021Гусев С.Н., Журавлев С.В., Попов А.В.Gusev S.N., Zhuravlev S.V., Popov 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://re.eltech.ru/jour/article/view/523

Введение. Анализ современного состояния и перспектив совершенствования средств радиолокационного наблюдения космического базирования позволяет определить задачи, которые могут решаться этими средствами в глобальной аэрокосмической информационной системе, обеспечивающей мониторинг воздушного и космического пространства, а также земной поверхности. Получаемая информация может использоваться для анализа результатов хозяйственной деятельности, экологического состояния окружающей среды, поиска полезных ископаемых, мониторинга чрезвычайных ситуаций, обнаружения и распознавания заданных объектов на море и суше, а также для обеспечения национальной безопасности. В связи с этим часто возникает необходимость использовать методы предварительной аналитической оценки разрешающей возможности для вновь разрабатываемых высокодетальных бортовых радиолокационных комплексов, предназначенных для установки на космических аппаратах, с учетом их основных технических характеристик, параметров движения космического аппарата и влияния состояния атмосферы. Для априорного определения значений пространственной разрешающей способности требуется разработать методику расчета значений соответствующих показателей, которые должны удовлетворять требуемому качеству получаемых радиоголограмм после их синтезирования.Цель работы. Создание математических зависимостей и логических правил, позволяющих производить специальные расчеты для априорного оценивания пространственной разрешающей способности радиолокационных изображений, планируемых к получению с помощью бортовой аппаратуры радиолокационного комплекса.Материалы и методы. Использованы аналитические методы определения оценки погрешности разрешающей способности бортовых радиолокационных комплексов с синтезированной апертурой в боковом (азимутальном) направлении и по дальности, а также теория обработки радиолокационных сигналов. Результаты. Практические эксперименты по оценке разрешающей способности, проведенные на действующем радиолокационном комплексе, с целью сравнения с данными, полученными аналитическим путем, подтвердили правильность расчетов на основе предложенной методики. С помощью разработанной методики определены порядок и содержание расчета погрешности оценки разрешающей способности в азимутальном направлении и по дальности.Заключение. Представленная методика позволяет целенаправленно конструировать новые или проводить сравнительный анализ существующих радиолокационных комплексов, в зависимости от требований по разрешающей способности.

Introduction. The analysis of the current state and prospects of space-based radar surveillance tools is important for determining their functions in global aerospace information systems, which aim to monitor air and space, as well as the Earth's surface. Radar surveillance information is used for the purposes of economic analysis, environmental monitoring, mineral search, emergency monitoring, detection and recognition of specified object s at sea and on land, as well as for ensuring national security. In this regard, it is of relevance to develop methods for preliminary assessment of the resolution capacity of novel high-precision onboard radar systems installed on a spacecraft, considering their main technical characteristics, the parameters of the spacecraft movement and the influence of the atmosphere. A priori estimation of spatial resolution values requires a method for calculating the corresponding indicators meeting the required quality of the synthesized radio holograms.Aim. To derive mathematical dependencies and logical rules allowing a priori estimation of the spatial resolution of radar images obtained by the onboard equipment of a radar complex.Materials and methods. Analytical methods were used to determine the resolution error of onboard radar systems with a synthesized aperture in the lateral (azimuthal) direction and range, as well as the theory of radar signal processing.Results. A comparison of the experimental and analytical data on the resolution capacity of an actual radar system confirmed the validity on the proposed method. The developed methodology was used to determine the procedure of calculating the error when estimating the resolution capacity in terms of azimuth and range. Conclusion. The proposed method can be used for both designing novel radar systems and comparing existing radar complexes, depending on the resolution requirements.

радиолокационный комплексгеолокациядистанционное зондированиесканирование поверхностирадиолокационное изображениевысокодетальная информацияразрешающая способностьпогрешность оценкиradar complexgeolocationremote sensingsurface scanningradar imagehigh-precision informationresolutionestimation errorReferencesСправочник по радиолокации: в 2 кн. Кн. 2 / под ред. М. И. Сколника; пер. с англ. под ред. В. С. Вербы. М.: Техносфера, 2015. 680 с.Skolnik M. I. Radar Handbook, Third Edition. Ed. 2. tr. from eng. V. S. Verbi. М., Tehnosfera, 2015, 680 p. (In Russ.)Свистов В. М. Радиолокационные сигналы и их обработка М.: Сов. радио, 1977. 448 с.Svistov V. M. Radar signals and their processing. M., Sov. Radio, 1977, 448 p.Радиолокационные системы землеобзора космического базирования / под ред. В. С. Вербы. М.: Радиотехника, 2010. 680 с.Space-based earth survey radar systems. Ed. by V. S. Verba. M., Radio Engineering, 2010, 680 p.Радиоэлектронные системы: основы построения и теория: справочник / Я. Д. Ширман, Ю. И. Лосев, Н. Н. Минервин и др.; под ред. Я. Д. Ширмана; ЗАО "МАКВИС". М., 1998. 828 с.Shirman Ya. D., Losev Yu. I., Minervin N. N. etc.; edited by Ya. D. Shirman. Radioelectronic systems: fundamentals of construction and theory: reference. M., ZAO "MAQUIS", 1998, 828 p.Современная радиолокация / пер. с англ. под ред. Ю. Б. Кобзарева. М.: Сов. радио, 1969. 704 с.Modern radar. Trans. from English. Ed. by Yu. B. Kobzarev. M., Sov. radio, 1969, 704 p.Радиолокационные системы воздушной разведки, дешифрирование радиолокационных изображений; под ред. Л. А. Школьного. М.: Изд-во ВВИА им. проф. Н. Е. Жуковского, 2008. 513 с.The radar system of air reconnaissance, the interpretation of radar images. Ed. by L. A. Shkolny. M., ed. VVIA im. prof. N. E. Zhukovsky, 2008, 513 p.Радиовидение. Радиолокационные системы дистанционного зондирования Земли / под ред. Г. С. Кондратенкова. М.: Радиотехника, 2005. 368 с.Radio vision. Radar systems for remote sensing of the Earth. Ed. by G. S. Kondratenkov. M., Radio Engineering, 2005, 368 p.Авиационные системы радиовидения / под ред. Г. С. Кондратенкова. М.: Радиотехника, 2015. 648 с.Aviation radio vision systems. Ed. by G. S. Kondratenkov. M., Radio Engineering, 2015, 648 p.Винокуров В. И., Генкин В. А., Калениченко С. П. Морская радиолокация / под ред. В. И. Винокурова. Л.: Судостроение, 1986. 256 с.Vinokurov V. I., Genkin V. A., Kalenichenko S. P. Morskaya radolokatsiya. ed. V. I. Vinokurov. L., Sudostroenie, 1986, 256 p.Paduan J. D., Washburn L. High-Frequency Radar Observations of Ocean Surface Currents // Annual Review of Marine Science. 2012. Vol. 5, iss. 1. P. 115-136. doi: 10.1146/annurev-marine-121211-172315Paduan J. D., Washburn L. High-Frequency Radar Observations of Ocean Surface Currents. Annual Review of Marine Science. 2012, vol. 5, iss. 1, pp. 115-136. doi: 10.1146/annurev-marine-121211-172315Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. Определения, теоремы, формулы / пер. с англ. под общ. ред. И. Г. Арамановича. М.: Наука, 1974. 831 с.Korn G., Korn T. Handbook of Mathematics for researchers and engineers. Definitions, theorems, formulas. under the general editorship of I. G. Aramanovich. M., Nauka, 1974, 831 p. (accessed 22.06.2020)Радиолокационные станции с цифровым синтезированием апертуры антенны / В. Н. Антипов, В. Е. Горяинов, А. Н. Кулин и др.; под ред. В. Т. Горяинова. М.: Радио и связь, 1988. 304 с.Antipov V. N., Goryainov V. E., Kulin A. N. et al. Radar stations with digital synthesis of the antenna aperture; ed. by V. T. Goryainov M., Radio and Communications, 1988, 304 p.Коновалов А. А. Основы траекторной обработки радиолокационной информации. Ч. 1. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 2013. 164 с.Konovalov A. A. Fundamentals of trajectory processing of radar information. Part 1. St Petersburg, Publishing House of SPbGETU "LETI", 2013. 164 p.Куприяшкин И. Ф., Лихачев В. П. Космическая радиолокационная съемка земной поверхности в условиях помех. Воронеж: Науч. кн., 2014. 460 с.Kudryashkin I. F., Likhachev V. P. Space radar imagery of the earth's surface in the presence of noise. Voronezh, Nauchnaya kniga, 2014. 460 p.Занин К. А. Анализ качества координатной привязки изображений космического радиолокатора с синтезированной апертурой // Вестн. НПО им. С. А. Лавочкина. 2013 № 4. С. 34–39.Zanin K. A. Analysis of the quality of the coordinate reference of images of a space radar with a synthesized aperture. Bulletin of the S. A. Lavochkin NGO. 2013, no. 4, pp. 34-39.

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