Бокал Ж. М. Непараметричні алгоритми обробки локаційної інформації в задачах дистанційного зондування атмосфери

English version

Дисертація на здобуття ступеня кандидата наук

Державний реєстраційний номер

0424U000262

Облікова картка дисертації

0424U000262.pdf

Здобувач

Спеціальність

  • 05.12.17 - Радіотехнічні та телевізійні системи

16-11-2024

Спеціалізована вчена рада

Д 26.062.08

Національний авіаційний університет

Анотація

Дисертаційна робота присвячена розробці та впровадженню непараметричних алгоритмів обробки локаційної інформації в задачах дистанційного зондування атмосфери, зокрема для радіотехнічних систем, що використовують широкосмугові випадкові сигнали. Актуальність теми дослідження зумовлена необхідністю підвищення точності та надійності вимірювань метеорологічних параметрів, важливих для забезпечення безпеки польотів, прогнозування погоди, екологічного моніторингу та інших галузей. Робота включає аналіз існуючих методів дистанційного зондування атмосфери з акцентом на використання широкосмугових випадкових сигналів. В дисертації досліджуються параметричні та непараметричні алгоритми виявлення сигналів, їх моделі та особливості. Запропоновано нові методи обробки сигналів, що базуються на ядерних оцінках інтегральної функції розподілу ймовірності та характеристичної функції, а також на концепції копул для аналізу багатовимірних розподілів. Основною метою роботи є розробка алгоритмів, що дозволяють підвищити ефективність і точність виявлення та вимірювання сигналів в умовах апріорної невизначеності та перешкод з невідомими характеристиками. Використання цих алгоритмів дозволяє отримувати більш точні дані про склад та стан атмосфери, що є критично важливим для різних застосувань, від метеорології до управління повітряним рухом. Експериментальна частина роботи включає розробку та випробування експериментальних зразків локаторів, що використовують широкосмугові випадкові сигнали, та їх апробацію на реальних даних. Результати досліджень показали високу ефективність запропонованих методів для вимірювання швидкості вітру, виявлення дощу та інших атмосферних явищ. Практичне значення одержаних результатів полягає у можливості покращення точності вимірювань метеорологічних параметрів, підвищення ефективності систем дистанційного зондування, а також у розвитку методів обробки сигналів для складних умов. Розроблені алгоритми можуть знайти застосування у військових системах, системах прогнозування погоди та екологічного моніторингу, забезпечуючи високу точність і надійність обробки даних.

Читати повністю

Публікації

• Bokal Zh., Olivares-Mendez M., Makhdoomi M., Yalçın B., Zero-G Lab: A multi-purpose facility for emulating space operations. 2023 Journal of Space Safety Engineering. 2023. P. 509–521 (Scopus).Q3 Особистий внесок автора: розробка алгоритмів обробки сигналів та зображень для реалізації тестових сценаріїв а також проведення попередніх експериментів в лабораторії Zero-G включаючи операції зближення, стиковки та орбітальної взаємодії, вимірюванню координат.

• Bokal Zh., Sinitsyn R., Kernel estimate of the spoken language sound multivariate probability density function. Photonics Applications in Astronomy Communications Industry and High-Energy Physics Experiments 2008. Poland: Proceedings of SPIE Wilga 2007. Vol. 6937. article id. 693739, P 1-7. 2008. DOI: 10.1117/12.784827. (Scopus); (особистий внесок автора: на основі запропонованого підходу розробила нові непараметричні алгоритми виявлення радіолокаційних сигналів та проаналізувала можливість використання алгоритму швидкого перетворення Фур’є для забезпечення високої швидкості обробки сигналу в алгоритмах обробки сигналу радіолокаційних станцій)

• Бокал Ж.М., Сініцин Р.Б., Nonparametric method for estimating the spoken language sound multivariate probability density function. 2008 Microwaves Radar and Remote Sensing Symposium. Proceedings of MRRS2008, 22-24 September 2008. Київ: НАУ, 2008. P. 170-171. (Scopus); (особистий внесок автора: перевірила нові непараметричні оцінки функції щільності ймовірності та запропонувала алгоритм виявлення і розпізнавання, а також обробила звукові сигнали розмовної мови

• Bokal Zh., Random signal sodar for meteorology. Signal Processing Symposium 2009. Proceedings of SPS2009, 28-30 May 2009. Jachranka: 2009. P. 18-23. (Scopus); (особистий внесок автора: розробила експериментальний содар та провела експериментальні вимірювання відбиття сигналу від об’єкту)

• Bokal Zh., Sinitsyn R., Rank signal detection algorithms based on permutations of partial likelihood ratios. International Radar Symposium 2010. Proceedings of IRS2010, 16-18 June 2010. Vilnius: 2010. P. 1-4. (Scopus); (особистий внесок автора: розробка нового непараметричного алгоритму на основі рангового тесту та перестановок часткових відношень правдоподібності. Отримала результати для подальшого застосування виявлення радіолокаційних сигналів у системах спостереження та дистанційного зондування, особливо в умовах попередньої невизначеності)

• Bokal Zh., Sinitsyn R., Nonparametric signal detection algorithm using permutation statistics of signal partial likelihood ratios. European Microwave Week 2010: The 7th European Radar Conference. Proceedings of EuRAD, 30.09 – 01.10.2010. Paris: 2010. P. 260-263. (Scopus); (особистий внесок автора: обґрунтувала підхід для розробки алгоритмів виявлення радіолокаційних сигналів, які можна застосовувати коли апріорна інформація обмежена, а також сформулювала задачу для перевірки гіпотези про вид функції щільності)

• Bokal Zh., Yanovsky F., Weather data obtaining and dissemination using ADS-B. The 9th EUROCONTROL Innovative Research Workshop. Session 2: CNS. Proceedings of INO Workshop, 7-9 December 2010. Paris: 2010. paper №167. (Scopus); (особистий внесок автора: обґрунтувала переваги використання інформації численних бортових датчиків в системах автоматичного залежного спостереження (ADS-B))

• Bokal Zh., Sinitsyn R., Yanovsky F., Generalized Copula ambiguity function application for radar signal processing. 2011 Microwaves Radar and Remote Sensing Symposium. Proceedings of MRRS2011, 25-27 August 2011. Київ: НАУ, 2011. С. 313-316. (Scopus); (особистий внесок автора: розробка нової статистики, яка є інваріантною до всіх можливих змін функції щільності ймовірності звукових або відбитих сигналів).

• Бокал Ж.М., Сініцин Р.Б., Nonparametric method for estimating the spoken language sound multivariate probability density function. Вісник Національного авіаційного університету. Вісник НАУ. 2006. №3(29). С. 17–20. (особистий внесок автора: запропонувала та обґрунтувала застосування непараметричної оцінки характеристичної функції, та на основі цих оцінок розробила непараметричні алгоритми класифікації звуків)

• Бокал Ж.М., Ткачук А.В., Kernel estimates of characteristic function for sound recognition. Політ. Сучасні проблеми науки: V міжнародна науково-практична конференція студентів та молодих вчених, м. Київ, 8-10 квітня 2005. Київ: НАУ, 2005. С. 703. (особистий внесок автора: обґрунтувала використання проекції щільності для випадкового процесу та розрахувала щільність ймовірності)

• Бокал Ж.М., Сініцин Р.Б., Nonparametric method for estimating the spoken language sound multivariate probability density function. Політ. Сучасні проблеми науки: VI міжнародна науково-практична конференція студентів та молодих вчених, м. Київ, 8-10 квітня 2006. Київ: НАУ, 2006. С. 63. (особистий внесок автора: розробка непараметричних алгоритмів класифікації звуків, а також запропонувала використання проекції випадкового процесу на множину випадкових величин, де щільність ймовірностей визначається як добуток двовимірних щільностей)

• Бокал Ж.М., Сініцин Р.Б., Projective estimates of the probability density function and characteristic function for speech signals. Наукоємні технології: Матеріали науково-технічної конференції, 15-17 листопада 2007. Київ: НАУ, 2007. С. 11. (особистий внесок автора: визначила та класифікувала алгоритми, які базуються на запропонованих оцінках, а також розрахувала ядерну оцінку двовимірної характеристичної функції і відповідної їй щільності ймовірності для двох моментів часу)

• Бокал Ж.М., Сініцин Р.Б., Locally optimal rank signal detection algorithms for radar. 4th World Congress 'Aviation in the XXI-st Century' – 'Aviation safety and space technologies': Radar Methods and Systems Workshop. Proceedings of RMSW, 21-23 September 2010. Київ: НАУ, 2010. Vol. 2. С. 22.36-22.39. (особистий внесок автора: запропонувала підхід що дозволяє розробити рангові тести більш чутливими до змін статистики суми корисного сигналу та шуму)

• Bokal Zh., Advanced copula-based methods for nonparametric detection and characterisation of wideband radar signals. 2024 Electronics and control systems proceeding №3. September 2024. Київ. НАУ, 2024. С. 59-66.

• Bokal Zh., Kodheli O., Querol J., Abdelrahman A., Coloma S. 5G Space Communications Lab: Reaching New Heights. Proceedings - 18th Annual International Conference on Distributed Computing in Sensor Systems, DCOSS 2022. 2022. P. 349–356

Читати повністю

Схожі дисертації

0423U100067

Яковченко Олександр Іванович

Розвиток методів високоточного визначення параметрів руху низькоорбітальних космічних апаратів по бортовим спостереженням сигналів глобальних навігаційних супутникових систем

0421U103663

Слободян Олександр Петрович

Спектральний метод перетворення сигналів у радіотехнічних системах на основі магнітооптичного перетворювач

0421U103068

Михальчук Інна Іванівна

Компактні антени в системах радіомоніторингу з первинною обробкою сигналу

0521U101644

Попов Анатолій Владиславович

Розпізнавання малорозмірних радіолокаційних об'єктів за умов апріорної невизначеності з використанням інваріантних поляризаційних ознак

0421U102937

Василенко Тетяна Олександрівна

Методи розпізнавання Wi-Fi пристроїв шляхом врахування їх індивідуальних ознак для підвищення захищеності мережi