IDENTIFICATION OF THE RADAR CONSPICIOUS OBJECTS USING THE INTERNAL GEOMETRY OF THE CHARTED LANDMARKS POLYGON

The vulnerability of the global navigation satellite systems (GNSS) requires development of a resilient positioning system. One of the possible cost-effective approaches is the combination of ship’s GNSS receiver with navigation radar. The key problem to be solved is the identification of echo signals of charted landmarks among all other radar conspicuous objects observed by means of the radar. The effectiveness of a new method of automatic identification of radar conspicuous landmarks and so the automatic position fixing, based on the use of the properties of the intrinsic geometry of the polygon formed by such objects is discussed in the paper. Identification of charted radar conspicuous objects that can be used as landmarks belongs to the class of tasks - “elimination of ambiguity”. It is proposed to form a triangulation polygon formed by the stable echo signals from the radar objects. The identification of navigational landmarks among all observed objects is solved in local isometry, where affine transformations are valid and the main parameters of the internal geometry are preserved. Mathematical modeling performed for 5 objects has showed stable recognition of three of them (given ones). To get closer to the real situation, noise modeling is also performed. With significant random errors in the simulated directions and distances, a decrease in the significance of the objective function is observed, that is, the recognition of objects decreases. To reduce the impact of this effect, it is advisable to arrange the navigation landmarks so that small changes in the measured navigation parameters correspond to small changes in the parameters of the internal geometry, that is, to improve the conditionality of the task.

vulnerability, alternative-position, resilient position fixing, intrinsic geometry, radar, identification, triangulation, affine transformations, elimination of ambiguity, differential geometry

1. Thombre S. GNSS threat monitoring and reporting: Past, present, and a proposed future / S. Thombre, M. Z. H. Bhuiyan, P. Eliardsson, B. Gabrielsson, M. Pattinson, M. Dumville, D. Fryganiotis, S. Hill, V. Manikundalam, M. Pölöskey, S. Lee, L. Ruotsalainen, S. Söderholm, H. Kuusniemi // The Journal of Navigation. - 2018. - Vol. 71. - Is. 3. - Pp. 513-529. DOI: 10.1017/S0373463317000911.

2. Jheng S. L. 1090 MHz ADS-B-Based Wide Area Multilateration System for Alternative Positioning Navigation and Timing / S. L. Jheng, S. S. Jan, Y. H. Chen, S. Lo // IEEE Sensors Journal. - 2020. - Vol. 20. - Is. 16. - Pp. 9490-9501. DOI: 10.1109/JSEN.2020.2988514.

3. Пат. 2658679 Российская Федерация, МПК G01S 5/00. Способ автоматического определения местоположения» транспортного средства по радиолокационным ориентирам / С. С. Губернаторов, В. В. Афанасьев; заяв. и патентообл. С. С. Губернаторов, В. В. Афанасьев. - № 2017132606; заявл. 18.09.2017; опубл. 22.06.2018, Бюл. № 18.

4. Афанасьев Б. В. Процедура комплексной обработки радиолокационных данных в стробе и выбора радиолокационной метки / Б. В. Афанасьев, В. В. Афанасьев // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С. О. Макарова. - 2018. - Т. 10. - № 3. - С. 608-618. DOI: 10.21821/2309-5180-2018-10-3-608-618.

5. Карманов Ю. Т. Устранение неоднозначности измерения пеленгов в малобазовых широкодиапазонных пеленгаторах путем алгоритмического формирования дополнительных «виртуальных» баз / Ю. Т. Карманов, И. И. Заляцкая // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника. - 2015. - Т. 15. - № 1. - С. 11-20.

6. Погорелов А. В. Внешняя геометрия выпуклых поверхностей / А. В. Погорелов. - М.: Изд-во «Наука». Главная редакция физико-математической литературы, 1969. - 760 с.

7. Омельченко А. В. Теория графов / А. В. Омельченко. - М.: Изд-во МЦНМО, 2018. - 416 с.

8. Скворцов А. В. Алгоритмы построения и анализа триангуляции / А. В. Скворцов, Н. С. Мирза. - Томск: Издательство Томского университета, 2006. - 168 с.

9. Бураго Н. Г. Вычислительная механика / Н. Г. Бураго. - М., 2012. - 275 с. DOI: 10.13140/RG.2.1.4610.5047.

10. Мамедов Р. К. Использование моментов инерций изображения для инвариантного к аффинным преобразованиям распознавания / Р. К. Мамедов, А. С. Муталлимова, Т. Ч. Алиев // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. - 2012. - Т. 4. - № 3 (58). - С. 4-7.