radioelectronicsИзвестия высших учебных заведений России. РадиоэлектроникаJournal of the Russian Universities. Radioelectronics1993-89852658-4794Saint Petersburg Electrotechnical University10.32603/1993-8985-2022-25-1-6-16radioelectronics-601Research ArticleРАДИОЛОКАЦИЯ И РАДИОНАВИГАЦИЯRADAR AND NAVIGATIONМониторинг судоходства в прибрежных морских районах полуактивной радиолокационной системы с использованием сигналов подсвета спутникового базированияCoastal Shipping Radar Monitoring System with Satellites as Transmitters of Opportunityhttps://orcid.org/0000-0003-3644-0932НгуенВан КуанNguyenVan Quan

Нгуен Ван Куан – инженер по направлению "Специальные радиотехнические системы" (2018), аспирант кафедры радиотехнических систем факультета радиотехники и телекоммуникаций

236 Хоанг Куок Вьет, Ко Нхуэ, Бак Ты Лиэм, Ханой

Nguyen Van Quan, engineer on special radio systems (2018), PhD student of the Department of Radio Engi-neering System

Le Quy Don Technical University, 236 Co Nhue, Bac Tu Liem, Ha Noi

quanvnhath@gmail.comГосударственный технический университет им. Ле Куй Дона; Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В. И. Ульянова (Ленина)ВьетнамLe Quy Don Technical University; Saint Petersburg Electrotechnical UniversityViet Nam202221022022251616Copyright © Нгуен В., 20222022Нгуен В.Nguyen 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/601

Введение. С развитием технологии и науки система полуактивной радиолокации, работающая на основе сторонних передатчиков источников сигналов подсвета, стала более интересной для радиолокационного сообщества. Использование спутниковых систем в качестве источников подсвета полуактивной радиолокационной станции дает возможность мониторинга прибрежных морских районов, где отсутствуют наземные источники сигналов подсвета. Сигналы спутниковых систем охватывают любую точку земной поверхности. Данная радиолокационная система дает возможность определения местонахождения судов и также контроля судоходства и в дальнейшем развитии может дополнить систему управления движением судов.Цель работы. Создание макета полуактивной радиолокационной системы с использованием спутниковых систем в качестве сторонних источников сигнала подсвета и проведение экспериментального исследования системы мониторинга судов в прибрежных акваториях.Материалы и методы. Используются антенны спутниковых сигналов АА2ККС и инструменты записи радиосигналов на основе универсальной платы USRP B210, разработанная программа в прикладной среде MATLAB для обработки сигналов.Результаты. Предложен алгоритм обработки спутникового сигнала глобальной навигационной системы GPS в полуактивной радиолокационной системе. Создан экспериментальный макет приемной станции полуактивной радиолокационной системы мониторинга судоходства в прибрежных морских акваториях на основе устройства ввода данных универсальной платы USRP серии B210. Получены результаты экспериментальных исследований макета приемной станции полуактивной радиолокации при использовании спутникового сигнала GPS L1 С/А-кода мониторинга судов в прибрежных акваториях.Заключение. Результаты экспериментальных исследований на созданном макете полуактивной радиолокационной системы с использованием сторонних передатчиков сигналов подсвета спутникового базирования GPS показали возможность ее использования для мониторинга судоходства в речных и прибрежных морских акваториях. В дальнейшем предполагается многопозиционная модификация такой системы мониторинга, которая позволит обеспечить лучшее качество обнаружения и повышенную точность определения местоположения цели.

Introduction. With the development of technology and science, passive radar systems operating on the basis of third-party transmitters of illumination signal sources are increasingly attracting research interest. The use of satellite systems as transmitters of opportunity for a radar station makes it possible to monitor coastal sea areas, where the ground sources of illumination signals are absent. Satellite systems can cover any point on the Earth's surface. Passive radar systems can be used to determine the location of ships and monitor navigation. They are also promising as part of vessel traffic control systems.Aim. To develop a model of a passive radar system that uses satellite systems as third-party sources of illumination signals and to conduct an experimental study of a system for monitoring ships in coastal waters.Materials and methods. The AA2-KKС antennas of satellite signals and radio recording tools based on the universal USRP B210 board were used. Signal processing was performed using a program developed in the MATLAB environment.Results. An algorithm for processing satellite signals of the GPS global navigation system in a passive radar system is proposed. An experimental model of the receiving station for such a radar monitoring system was created on the basis of a data input device for a universal USRP board of the B210 series. Experimental results for the receiving station using the satellite signal GPS L1 C/A-code for coastal monitoring were obtained.Conclusion. The developed experimental model of a passive radar receiving station using third-party transmitters of GPS satellitebased illumination signals on the L1 frequency range of the C/A-code type can be used for detecting ships and monitoring coastal navigation. Future research will consider a multiposition modification of such a monitoring system for improving its detection quality and increasing its target positioning accuracy.

спутниковый сигналполуактивная радиолокациясистема мониторингамногопози-ционная полуактивная радиолокационная системаГНССGPSsatellite signalmonitoring radarcoastal navigationmultistatic radar systemGNSSGPSReferencesРадиолокация по сигналам сторонних источни-ков. Ч. 1: Современное состояние / А. В. Бархатов, В. И. Веремьев, Д. А. Ковалев, А. А. Коновалов, В. Н. Михайлов // Инновации. 2013. № 9. С. 8–13.Barkhatov A. V., Veremyev V. I., Kovalev D. A., Konovalov A. A., Mikhailov V. N. Radars with Transmit-ters-of-Opportunity. Part 1: State-of-the-Art. Innova-tions. 2013, no. 9, pp. 8–13. (In Russ.)Пассивная когерентная радиолокация / А. В. Бар-хатов, В. И. Веремьев, Е. Н. Воробьев, А. А. Конова-лов, Д. А. Ковалев, В. М. Кутузов, В. Н. Михайлов. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 2016. 162 с.Barkhatov A. V., Verem'ev V. I., Vorob'ev E. N., Konovalov A. A., Kovalev D. A., Kutuzov V. M., Mikhailov V. N. Passivnaya kogerentnaya radiolokatsiya [Passive Coherent Radar]. SPb., Izd-vo SPbGETU "LETI", 2016, 164 p. (In Russ.)Maritime moving target indication using passive GNSS-based bistatic radar / M. Hui, A. Michail, D. Pasti-na, F. Santi, F. Pieralice, M. Bucciarelli, M. Cherniakov // IEEE transactions on aerospace and electronic systems. 2018. Vol. 54, № 1. P. 115–130. doi: 10.1109/TAES.2017.2739900Hui M., Michail A., Pastina D., Santi F., Pieralice F., Buc-ciarelli M., Cherniakov M. Maritime Moving Target Indication Using Passive GNSS-Based Bistatic Radar. IEEE transactions on aerospace and electronic systems. 2018, vol. 54, no. 1, pp. 115–130. doi: 10.1109/TAES.2017.2739900Santi F., Pastina D., Bucciarelli M. Maritime moving target detection technique for passive bistatic radar with GNSS transmitters // The 18th intern. radar symp. IRS. Prague, Czech Republic, 28–30 June 2017. IEEE, 2017. P. 1–10. doi: 10.23919/IRS.2017.8008214Santi F., Pastina D., Bucciarelli M. Maritime Mov-ing Target Detection Technique for Passive Bistatic Ra-dar with GNSS Transmitters. The 18th intern. radar symp. IRS. Prague, Czech Republic, 28–30 June 2017. IEEE, 2017, pp. 1–10. doi: 10.23919/IRS.2017.8008214Нгуен Ван Куан, Маркелова М. А., Веремь-ев В. И. Анализ возможности использования спутни-ковых сигналов подсвета для пассивной радиолока-ционной системы // Вестн. Новгород. гос. ун-та. Сер. Технические науки. 2019. № 4 (116). С. 86–91. doi: 10.34680/2076-8052.2019.4(116).86-91Nguyen Van Quan, Markelova М. А, Veremyev V. I. On the Satellite Systems Signals as Sources of Illumina-tion for the Bistatic Radar System. Vestn. Novgorod. gos. un-ta. Ser. Tekhnicheskie nauki. 2019, no. 4 (116), pp. 86‒91. doi: 10.34680/2076-8052.2019.4(116) (In Russ.)Нгуен Ван Куан. Пассивная радиолокационная система мониторинга движения судов в прибрежных районах с использованием спутниковых сигналов подсвета // Изв. вузов России. Радиоэлектроника. 2020. Т. 23, № 3. С. 41–52. doi: 10.32603/1993-8985-2020-23-3-41-52Nguyen Van Quan. A Passive Radar System for Monitoring of Coastal Areas Ship Traffic Using Satellite Illumination Signals. J. of the Russian Universities. Radi-oelectronics. 2020, vol. 23, no. 3, pp. 41‒52. doi: 10.32603/1993-8985-2020-23-3-41-52 (In Russ.)Santi F., Antoniou M., Pastina D. Point Spread Function Analysis for GNSS-Based Multistatic SAR // IEEE Geoscience and Remote Sensing Lett. 2015. Vol. 12, № 2. P. 304–308. doi: 10.1109/LGRS.2014.2337054Santi F., Antoniou M., Pastina D. Point Spread Function Analysis for GNSS-Based Multistatic SAR. IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters. 2015, vol. 12, no. 2, pp. 304–308. doi: 10.1109/LGRS.2014.2337054GPS Interface Specification IS-GPS-200, Revision M – May 2021. URL: https://www.gps.gov/technical/icwg/IS-GPS-200M.pdf (дата обращения 11.01.2022)GPS Interface Specification IS-GPS-200, Revision M – May 2021. Available at: https://www.gps.gov/technical/icwg/IS-GPS-200M.pdf (accessed 11.01.2022)Kaplan E. D. Understanding GPS: principles and applications. 2nd ed. London: Artech House, 2006. 723 p.Kaplan E. D. Understanding GPS: principles and appli-cations. 2nd ed. London, Artech House, 2006, 723 pp.Навигационные антенные модули аппарату-ры ГНСС / С. Н. Бойко, А. В. Исаев, С. В. Косякин, Ю. С. Яскин // Ракетно-космическое приборострое-ние и информационные системы. 2016. Т. 3, вып. 3. С. 4–11.Boiko S. N., Isaev A. V., Kosyakin S. V., Yaskin Yu. S. Navigational Antenna Modules of the GNSS Equipment. Rocket-Space Device Engineering and Information Sys-tems. 2016, vol. 3, iss. 3, pp. 4–11. (In Russ.)USRP B200, B210. USRP hardware driver and USRP manual. URL: https://files.ettus.com/manual/page_usrp_b200.html (дата обращения 10.11.2021)USRP B200, B210. USRP hardware driver and USRP manual. Available at: https://files.ettus.com/manual/page_usrp_b200.html (accessed 10.11.2021)Нгуен Ван Куан, Воробьев Е. Н. Концепция по-строения многопозиционной радиолокационной си-стемы мониторинга движения судов с использовани-ем сигналов спутниковых навигационных систем // 76-я науч.-техн. конф. Санкт-Петерб. НТО РЭС им. А. С. Попова, посвященная Дню радио: сб. докл. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 2021. С. 38–41.Nguyen Van Quan, Vorobev E. N. Kontseptsiya postroeniya mnogopozitsionnoy radiolokatsionnoy sistemi monitoringa dvizheniya sudov s ispolzovaniem signalov sputnikovikh navigatsionnikh system [The Concept of Building a Multi-Position Radar System for Monitoring the Movement of Ships Using Signals from Satellite Nav-igation Systems]. 76-ya Nauchno-tekhnicheskaya konfer-entsiya Sankt-Peterburgskogo NTO RES im. A. S. Popova, posvyashchennaya Dnyu radio: sb. Dokladov. SPb., Izd-vo SPbGETU "LETI", 2021, pp. 38–41 (In Russ.)Veremyev V. I., Vorobev E. N., Kokorina Yu. V. Fea-sibility Study of Air Target Detection by Passive Radar Using Satellite-based Transmitters // 2019 IEEE Conf. of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus). St Petersburg, Russia, 28–31 January 2019. IEEE, 2017. P. 154–157. doi: 10.1109/EIConRus.2019.8656630Veremyev V. I., Vorobev E. N., Kokorina Yu. V. Feasibility Study of Air Target Detection by Passive Radar Using Satellite-based Transmitters. 2019 IEEE Conf. of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus). St Petersburg, Russia, 28–31 January 2019. IEEE, 2017, pp. 154–157. doi: 10.1109/EIConRus.2019.8656630Навигационный радиосигнал в диапазонах L1, L2. Глобальная навигационная спутниковая система ГЛОНАСС. URL: https://russianspacesystems.ru/wp-content/uploads/2016/08/ICD_GLONASS_rus_v5.1.pdf (дата обращения 11.01.2022)Navigation Radio Signal in the Ranges L1, L2. Global Navigation Satellite System GLONASS. Available at: https://russianspacesystems.ru/wp-content/uploads/2016/08/ICD_GLONASS_rus_v5.1.pdf (accessed 11.01.2022)European GNSS (Galileo) open service. Signal-in-space interface control document. OS SIS ICD, Issue 1.3. December 2016. URL: https://www.gsc-europa.eu/sites/default/files/sites/all/files/Galileo-OS-SIS-ICD.pdf (дата обращения 11.01.2022)European GNSS (Galileo) open service. Signal-in-space interface control document. OS SIS ICD, Issue 1.3. December 2016. Available at: https://www.gsc-europa.eu/sites/default/files/sites/all/files/Galileo-OS-SIS-ICD.pdf (accessed 11.01.2022)

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