DOI: 10.14489/vkit.2021.12.pp.013-021

Мужичек С. М., Обросов К. В., Сафонов В. А., Лисицын В. М.
ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ АДАПТИВНОГО МОНИТОРИНГА ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ ПРИ ПОЛЕТАХ ВЫШЕ КУЧЕВОЙ ОБЛАЧНОСТИ БОРТОВЫМИ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫМИ СИСТЕМАМИ
(с. 13-21)

Аннотация. Изложен подход для расчета доли поверхности Земли, которая не может быть зарегистрирована оптико-электронными системами (ОЭС) при мониторинге в условиях облачности, когда имеется возможность управления линией визирования ОЭС и отсутствуют динамические ограничения на ее управление. Расчет доли проводится путем статистической оценки математического ожидания величины непроглядываемого участка под случайно взятым облаком и математического ожидания расстояния между центрами рядом расположенных облаков. В предложенном подходе указанные величины (размер непроглядываемого участка и расстояние между центрами облаков) генерируются с использованием генератора случайных чисел, когда в качестве основных условий задаются основные параметры облачности и ограничения на угол отклонения линии визирования. При расчетах рассматривались взятые из метеосправочников параметры облачности, характерные для европейской части России.

Ключевые слова:  кучевая облачность; адаптивный мониторинг поверхности Земли; бортовые оптико-электронные системы; расчет эффективности; статистическая оценка; оптический контакт.

Muzhichek S. M., Obrosov K. V., Safonov V. A., Lisitsyn V. M.
EVALUATION OF THE EFFICIENCY OF ADAPTIVE MONITORING GROUND SURFACES WHEN FLYING ABOVE CUMULUS CLOUDS ONBOARD OPTICAL-ELECTRONIC SYSTEMS
(pp. 13-21)

Abstract. The spatial structure of the cloud cover located between the aircraft and the Earth’s surface strongly affects the result of monitoring of the Earth’s surface by Multi-Spectral Optical Electronic System of aircraft. The method of adaptive scanning of Earth’s surface was proposed in previous work to solve the above problem. This article is a continuation of previous work. There is the calculation of the efficiency of the proposed adaptive monitoring in this article. The calculation is carried out for the cases, when the rate of change of the position of the narrow field of view has no mechanical restrictions. The ratio of the area of unseen underlying surface to the whole area of underlying surface is taken as the loss function for calculation of the efficiency of monitoring. This loss function allows us to calculate the efficiency of monitoring as the calculation of restrictions of the duration of optical contact with the object. The calculation is carried out with a known mathematical expectation of the distance between the centers of adjacent (neighboring) clouds. Estimates of the corresponding mathematical expectations are taken for a given lateral displacement of the sought object, the flight altitude of the aircraft and the statistical characteristics of spatial structure of the cloud. This data is taken from meteorological reference books. The analytical expressions and the calculations, which are given in this article, can be used as a basis for development of the algorithms of the adaptive control of the orientation of a narrow field of view for Multi-Spectral Optical Electronic System.

Keywords: Cumulus clouds; Adaptive scanning of Earth’s surface; Multi-spectral targeting system; Efficiency measurement; Statistical analysis of the data; Optical contact.