Автор неизвестен - Сборник научных трудов 3-го международного радиоэлектронного форума прикладная радиоэлектроника - страница 102

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  61  62  63  64  65  66  67  68  69  70  71  72  73  74  75  76  77  78  79  80  81  82  83  84  85  86  87  88  89  90  91  92  93  94  95  96  97  98  99  100  101  102  103  104  105  106  107  108  109  110  111  112  113  114  115  116  117 

БУ 25х(г, ґ),

(2)

откуда, для флуктуации концентрации с волновым вектором к , следует

СРРСН'2008

1-ч . 2 - 1 7 3

Ъх(к, г) = Ъх(к,0) -е-Г', (3)

где

Г = Бк2, (4) Г - характерная частота затуханий флуктуации концентрации, Б - коэффициент диффу­зии, к - изменение волнового вектора света при рассеянии:

4пп . 3

К =-8гп— (5)

X 2

X - длина волны падающего света, 3 - угол рассеяния.

Затухание флуктуации удобно изучать используя временную автокорреляционную функцию

О(т) = Т|/(г). /(г + т)Л =< /(г)/(г + т) > . (6)

Т 0

Тогда для флуктуаций, описываемых выражением (3) автокорреляционная функция име­ет вид:

Ох (т) =<|5х(к, г)|2 > е-Гт . (7) В соответствии с (7), автокорреляционная функция света, рассеянного на затухаю­щих флуктуациях концентрации (для электрического поля световой волны с частотой о0), запишется в виде

ОЕ (т) = Ер . е-Гх. е-,ш°т. (8) Оптический спектр может быть найден по теореме Винера - Хинчена :

да

БЕ (о) = г е'шт. Ое (т^ т , (9)

—да

Из решения (9) следует, что оптический сигнал с экспоненциальной автокорреляционной функций (6), имеет спектр в виде лоренциана:

^Е(Ю) = ЕР Г2 + )2 , (10)

Здесь Г - полуширина спектральной линии на полувысоте.

Полученные выше выражения позволяют рассчитать, используя соответствующее измеренное значение ширины центральной компоненты рассеянного света Г, коэффици­ент диффузии Б.

Для броуновских частиц коэффициент диффузии и радиус частиц г0 связан сле­дующим выражением (формула Эйнштейна - Стокса):

Б = , (11)

где Кб - постоянная Больцмана, Т - температура, г| - сдвиговая вязкость. Зная осталь­ные, с помощью (11) можно вычислить радиус частицы.

Характерная частота процесса диффузии Г« 105 с-1 (при 3 = 900) и обычные спек­трометрические методы не позволяют измерять такие узкие спектральные линии. Пре­одоление возникших трудностей возможно при использовании метода спектроскопии оптического смешения. Сущность метода заключается в том, что огибающая спектра с оптической частоты 0 переносится в области низких частот, где дальнейший анализ осуществляется анализаторами спектра или корреляторами сигналов [3]. Перенос спектра в частотной области - нелинейное преобразование, основанное на методах гетеродиниро-вания или квадратичного детектирование света.

Определялся радиус эмульсии для разных проб. Их значения лежали в пределах 0,270^0,338 мкм. Каких-либо монотонных изменений радиуса эмульсии в процессе "ста­рения" эмульгированных НП не наблюдались. Попытки оценить ширину распределения

СРРСН'2008

1-ч . 2 - 1 7 4частиц по радиусам показали монодисперсность системы. Не наблюдалась также измене­ния спектральных характеристик старой эмульсии после дополнительного измельчение на ультразвуковом диспергаторе. Последний факт говорит также в пользу равновесного, устойчивого характера эмульсий.

В нашем случае дифракционные эффекты малы и в рамках физических процессов падения флюоресценции не объясняемся. Химический составь эмульсии и растворенного НП разный и в процессе старения эмульсии происходит растворение содержащихся в ней ароматических углеводородов, сопровождающейся изменением химического состава эмульсии.

Литература

1. Фадеев В.В., Чубаров В.В. Количественное определение нефтепродуктов в воде методами лазерной спектроскопии. - ДАН СССР, 1981, Т.261, №2, 342-346.

2. Фабелинский И.Л. Молекулярное рассеяние света. М : Наука, 1965.

3. Юдин И.К. Разработка метода и аппаратуры корреляционной спектроскопии оп­тического смещения для измерения кинетических коэффициентов жидкостей. - Дисс.

Канд. Техн. Наук, М :1978.

СРРСН'2008

1-ч . 2 - 1 7 5

ОБНАРУЖЕНИЕ КОСМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ МАЛЫХ РАЗМЕРОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПОСЛЕПОРОГОВОГО НЕКОГЕРЕНТНОГО НАКОПЛЕНИЯ СИГНАЛА ВДОЛЬ ТРАЕКТОРИИ ДВИЖЕНИЯ.

В.Е. Саваневич1), А.Б. Брюховецкий2) 1)1 Харьковский Национальный университет радиоэлектроники, Харьков, Украина:

domsv1@rambler.ru 2) Национальный центр управления и испытания космических средств, Евпатория, Украина: izumsasha@rambler.ru The essence of the alternative disclosure of the moving object's trajectory comes to the accumulation of the statistics, which are proportional to the signals' energy along the possible trajectories of the object's movement. As the statistics that are being accumulated one can use the squares of the signals' amplitudes that have exceeded the threshold in the disclosure device. At that afterliminal incoherent accumulation of the signals is showing itself. Next, with the use of Khok's technology, the allocation of the space object's movement's trajectory with the sub­sequent determination of the space objects' (SO) orbital characteristics takes place.

Введение. Сущность предлагаемого метода обнаружения траектории движущегося объекта сводится к накоплению статистик, пропорциональных энергии сигналов вдоль возможных траекторий движения объекта. В качестве накапливаемых статистик целесо­образно использовать квадраты амплитуд сигналов превысивших порог в устройстве об­наружения. При этом реализуется послепороговое некогерентное накопление сигналов. Далее, с использованием технологии Хока, происходит выделение истинной траектории движения космического объекта с последующим определением орбитальных параметров КА (космических аппаратов).

Постановка проблемы. Основными причинами, вызвавшими разработку математичес­ких моделей определения местоположения КА в кадре, является то, что необходимость поиска объекта относится к классу задач, не имеющих универсального решения. При этом возникает вопрос обнаружения и принятия решения о наличии КА в зоне обзора наблюдательного средс­тва. Таким образом, возникает необходимость разработать подходы к обнаружению оптичес­ких сигналов слабых объектов в кадрах видеоряда оптического средства, что требует наличие соответствующих математических моделей определения местоположения КА.

Анализ литературы. Анализ источников информации [1-3] показал, что в каждом отдельном случае в той или иной мере возникает необходимость решения задачи: как при минимальных временных затратах, максимизировать эффективность использования астро­номического телескопа. Одним из подходов является математическое моделирование ха­рактера движения КА в поле зрения.

Решение задачи. Изучение характера движения КА через поле зрения оптического средства (ОС) подразумевает анализ характера изменения местоположения объекта в ка­ждом кадре видеоряда. Поскольку прохождение космического аппарата в картинной плоскости ОС является прямолинейным, равномерным, то необходимо определить пара­метры прямой, характеризующие данное движение.

Как известно, по одной точке, принадлежащей прямой, невозможно определить ее параметры. Однако, все прямые, проходящие через данную точку, удовлетворяют нор­мальному уравнению прямой:

р = a cos ф + Р sin ф, (1)

где р, ф - траверсные дальность и угол.

Любая точка на изображении (рис. 1) в плоскости траверсных угла и дальности ото­бражается в соответствующую кривую (рис. 2). Причем данные линии будут иметь одну единственную точку глобального пересечения, а эта точка будет иметь координаты, соот­ветствующие истинным параметрам прямой в плоскости a р. Шумовые пиксели глобаль­ного пересечения не имеют, что и является основным селективным признаком, исполь­зуемым при выделении прямой.

СРРСН'2008

I-ч . 2 - 1 7 6

Q.9 Q.3 Q.7 Q.6 Q.5

Q.4

Q.3

Q.2 Q.1 Q

А

Точка глобального пересечения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1_

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

1 p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

0.1    0.2   0.3   0.4   0.5   0.6   0.7   0.8 0.9

Рис. 1. Изображение отрезка

 

 

1

1

 

 

 

 

 

 

 

С

/

Q З

 

/

 

 

 

 

 

у

Q б

 

 

 

 

А

 

 

 

 

 

ІЛ

 

\

 

 

т

 

QQ..42

Q.2

Q.2

 

 

V

\

 

V

г

/

 

г

 

\

1

\

 

-90     -60     -30      0       30      60      90      120     150 180 Рис. 2. Отображение точек в плоскость траверсных углов и дальности

Следовательно, необходимо произвести дискретизацию пространства параметров прямой (ill 1П). «Яркость» каждого пиксела с координатами а, р записывать в дискреты, с параметрами, удовлетворяющими неравенству:

Pm - a cos Фп - Р sin Фп < 5mn, (2)

где pm, ф„ - параметры m, n-го дискрета; 5mn - константа, определяемая возможным разбросом изображения прямой.

При обработке всех кадров образуется дискрет с максимальным накоплением, па­раметры которого позволят определить параметры прямой, характеризующей движение КО через поле зрения. Результат определения параметров максимального дискрета (pmax, фтах ) представлен на рис. За, 36.

wan тент

7DXQDQ0HH 1MB

«і от мі [о] юотоооооо лотоооот

иіш igg ідг 'і:чб и ідіто іу чцчд

Рис. 3 а. Зависимость накопления в дискретах ППП от траверсного угла

маши янгагосого

WH чоотгосого

■•ними

ш

I

I_I

.....

LuL.

. . .

ИКПИСННИКИИКИ МП?  105  10?  mil! 1ft 11» IB 1» 1И1Ш 1D 1S 131 HJtH

Рис. 3б. Зависимость накопления в дискретах ППП от траверсной дальности

р

Q

СРРСН'2008

I . 2 - 1 Т Т

Обрабатываемое изображение представлено на рис. 4. В данном случае, в качестве КО со слабой видимостью взята звезда со звездной величиной, соизмеримой со звездной величиной фона, формируемого телевизионной системой.

Обрабатываемый КО

Рис. 4. Пример обрабатываемого кадра

Определив параметры прямой, характеризующей движение объекта через зону об­зора, необходимо определить положение КО на прямой в зависимости от времени (номе­ра кадра).

В качестве модели движения объекта применяется модель прямолинейного равно­мерного движения в плоскости. Параметры прямой, по которой двигается объект, харак­теризуют траверсный угол ср и траверсная дальность р (см. рис. 5).

Движение объекта вдоль прямой характеризуют начальное положение /0, которое

отсчитывается от траверса, и скорость /. Ошибки измерения координат считаются неза­висимыми, равноточными и распределенными по нормальному закону с нулевым мате­матическим ожиданием.

Прямая движения объекта описывается согласно нормальному уравнению прямой

(1)

Координаты траверса в плоскости определяются как:

а0 = рсо8 ср ,      Р0 8Іп ср. (3)

Уравнение движения объекта вдоль прямой имеет вид:

4 = + ІЛґ , (4)

где 4 - расстояние объекта от траверса на момент времени ґ; Лї = ї - ґ0 - интервал време­ни между моментом X и моментом начала измерений ґ0.

В плоскости координаты объекта (аґ, рґ) на момент времени ї определяются соот­ношениями:

СРРСН'2008

1-ч . 2 - 1 7 8где с = ltsin ф;   lpt = -ltcos ф.

Взаимосвязь между расстоянием объекта от траверса и его координатами в имеет

вид

lt = at sin ф-Рі cos ф (б)

Для определения значения начального положения КО и скорости его движения вдоль линии движения перебираем все возможные значения скорости /' = {(,...,lNj} . Со­гласно (4) определяют возможное значение l0 (ф,p^),/) :

1о (ф,p(ф),/') = lt (ф) - i(t - t0). (Т)

На рис ба представлены результаты моделирования определения начального поло­жения и скорости движения КО. На рис бб представлены результаты обработки участка звездного неба представленного на рис. 4.

Рис. 6б. Зависимость начального положения КО от скорости перемещения

(по результатам измерений).

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  61  62  63  64  65  66  67  68  69  70  71  72  73  74  75  76  77  78  79  80  81  82  83  84  85  86  87  88  89  90  91  92  93  94  95  96  97  98  99  100  101  102  103  104  105  106  107  108  109  110  111  112  113  114  115  116  117 


Похожие статьи

Автор неизвестен - 13 самых важных уроков библии

Автор неизвестен - Беседы на книгу бытие

Автор неизвестен - Беседы на шестоднев

Автор неизвестен - Богословие

Автор неизвестен - Божественность христа