Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
7. СИНТЕЗ И АНАЛИЗ КВАЗИОПТИМАЛЬНЫХ АЛГОРИТМОВ ОБНАРУЖЕНИЯ ПРЦ
Оптимальная обработка сигналов, отраженных от ПРЦ, как это показано в предыдущей главе, требует больших вычислительных затрат. Сложность реализации оптимальных алгоритмов обнаружения, необходимость задания априорной информации о числе элементов ПРЦ и отношении сигнал/шум, а при отсутствии такой информации, введение в структуру обнаружителей блоков оценивания – все это существенно затрудняет практическое использование оптимальных обнаружителей ПРЦ.
Поэтому естественным является переход к квазиоптимальным алгоритмам обнаружения, в меньшей степени или совсем независящих от априорной неопределенности и наиболее просто реализующихся как на дискретных, так и на аналоговых элементах. Спектр квазиоптимальных алгоритмов чрезвычайно широк. Чтобы ограничить его, рассматриваются алгоритмы, являющиеся асимптотически оптимальными при некоторых граничных условиях, например, при малых (g → 0) или больших (g → ∞) отношениях сигнал/шум.
Сравнение квазиоптимальных алгоритмов проводится по характеристикам обнаружения и вычислительным затратам. Аналитические выражения вероятностей правильного обнаружения и ложной тревоги получены для релеевской модели флуктуаций амплитуд отраженных сигналов, поскольку даже в этом наиболее простом случае, у большинства алгоритмов они настолько сложны, что не могут быть использованы для практических расчетов при числе объемов разрешения больше десяти-пятнадцати. Для сравнения квазиоптимальных алгоритмов в широком наборе ситуаций обнаружения применен метод статистического моделирования. При этом с целью экономии машинного времени на основании аналитических выражений для вероятностей ложной тревоги вычисляются точные пороги принятия решения. Затем они подставляются в квазиоптимальный алгоритм, на входе которого моделируются в виде случайного процесса принятый сигнал на фоне шума, а на выходе – решение о наличии или отсутствии ПРЦ. При этом следует отметить, что выводы, сделанные на основе анализа алгоритмов обнаружения при релеевской модели, не только по качественным, но и в значительной степени и по количественным параметрам, остаются справедливыми при других моделях распределений амплитуд и фаз радиолокационных сигналов ПРЦ.
Исследование квазиоптимальных статистик осуществляется раздельно для случая, когда в одном объеме разрешения может быть не более одного элемента (ПРЦ с разрешаемыми элементами), и для более общего случая, когда в одном объеме может быть произвольное число элементов (ПРЦ с неразрешаемыми элементами).