Специальность: 210601 «Радиоэлектронные системы

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального
образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Согласовано
Утверждаю
___________________
Руководитель ООП
по специальности 210601
декан ЭФ проф. В.А. Шпенст
_______________________
Зав.кафедрой ЭС
проф. В.А. Шпенст
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«РАДИОЛОКАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ»
Специальность: 210601 «Радиоэлектронные системы и комплексы»
Специализация:
«Радиолокационные системы и комплексы»
Квалификация (степень) выпускника: специалист
Форма обучения: очная
Составитель
профессор В.А. Шпенст
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2012
1. Цели и задачи дисциплины
Целью дисциплины является изучение основ построения радиолокационных
систем дистанционного зондирования и алгоритмов обработки информации,
применяемых в данных системах. Формирование навыков решения задачи
распознавания радиолокационных объектов и их экспериментальных исследований.
2. Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина относится к модулю дисциплин выбора профессионального цикла
С.3 основной образовательной программы подготовки специалистов 210601.
Для освоения этой учебной дисциплины требуется предварительная подготовка
по учебных дисциплинам «Основы теории радиолокационных систем и комплексов» и
«Антенны и устройства СВЧ».
3. Требования к результатам освоения дисциплины
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих
компетенций по специальности:
способность проводить анализ и синтез радиолокационных систем
дистанционного зондирования с высокой разрешающей способностью (ПСК-1.1);
способность оценивать основные характеристики радиолокационных систем
дистанционного зондирования (ПСК-1.2);
способностью решать задачи распознавания радиолокационных объектов в
системах дистанционного зондирования (ПСК-1.4);
способностью проводить моделирование радиолокационных систем и устройств
дистанционного зондирования (ПСК-1.5).
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: современное
зондирования
состояние
радиолокационных
систем
дистанционного
Уметь: проводить анализ и синтез радиолокационных систем дистанционного
зондирования с высокой разрешающей способностью, а также оценивать основные
характеристики радиолокационных систем дистанционного зондирования;
Владеть: методами решения задач распознавания радиолокационных объектов в
системах дистанционного зондирования и способами проводить моделирование
радиолокационных систем и устройств данного класса.
4. Объём дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоёмкость учебной дисциплины составляет 5 зачётных единиц.
2
Вид учебной работы
Всего часов
Семестры
10
Всего
180
180
Аудиторные занятия: в том числе
78
78
Лекции
39
39
Практические занятия (ПЗ), в том числе в
26
26
13
13
36
36
30
30
Экзамен
Экзамен
интерактивной форме:
Лабораторные работы
Самостоятельная работа: в том числе
Курсовой проект
Другие виды самостоятельной работы
Подготовка
к
лекциям,
практическим,
лабораторным работам
Работа с литературой
Вид
промежуточной
аттестации
(зачёт,
экзамен)
Общая трудоёмкость
.
180 час.
5 зач. ед
3
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
№
п/п
1
Наименование
раздела дисциплины
Принципы
функционирования
радиолокационных
систем
дистанционного
зондирования
2
Методы и алгоритмы
синтеза
радиолокационных
изображений
3
Тематическая
обработка
радиолокационной
информации
4
Аппаратура
радиолокационных
систем
дистанционного
зондирования
Содержание раздела
Объекты радиолокационного наблюдения и их свойства.
Спектр электромагнитных колебаний, используемых в
системах дистанционного зондирования. Структура
радиолокационного канала. Принцип действия и
основные характеристики космических радиолокаторов
бокового обзора с синтезированной апертурой антенны
Основные
режимы
радиолокационного
обзора.
Структурная схема РСА землеобзора. Приемопередающий тракт.
Антенная система Алгоритмы
обработки сигналов РСА землеобзора.
Этапы обработки радиолокационных сигналов и вид
информационных продуктов. Оптическая обработка
радиоголограммы
как
модель
формирования
радиолокационного изображения в РСА. Алгоритмы
цифрового синтеза РЛИ. Алгоритмы синтеза РЛИ в
маршрутном режиме с учетом миграции дальности.
Автофокусировка радиолокационных изображений.
Цели, задачи и методы тематической обработки
радиолокационной
информации.
Характеристики
зрительного восприятия РЛИ. Интерферометрическая
обработка радиолокационных снимков. Обработка РЛИ в
интересах
решения
задач
минерально-сырьевого
комплекса.
Системный подход к проектированию космической
аппаратуры радиолокационного наблюдения. Антенные
устройства космических РСА. Состояние и перспективы
развития РСА землеобзора космического базирования.
Некогерентные космические радиолокаторы бокового
обзора.
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми
(последующими) дисциплинами
№ Наименование
п/п обеспечиваемой
(последующей) дисциплины
1.
2.
3.
Основы теории
радиолокационных систем и
комплексов
Основы теории радиосистем
передачи информации
Устройства
сверхвысокой
частоты (СВЧ) и антенны
Номера
разделов
данной
дисциплины,
необходимых для изучения обеспечиваемой
(последующей) дисциплины
1
2
3
4
+
+
+
+
+
+
+
4
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№
п/п
1.
2.
3.
4.
Наименование раздела
дисциплины
Принципы функционирования
радиолокационных
систем
дистанционного зондирования
Методы и алгоритмы синтеза
радиолокационных
изображений
Тематическая обработка
радиолокационной информации
Аппаратура радиолокационных
систем
дистанционного
зондирования
Всего
Лекц.
Практ. Лабор.
зан.
работы
21
СРС*
Всего
час.
10
31
6
10
6
20
42
6
10
7
20
43
6
6
16
28
39
26
66
144
13
Примечание: СРС – самостоятельная работа студентов
6. Лабораторный практикум
№
п/п
1.
№ раздела
дисциплины
2
2.
3
3.
3
Наименование лабораторных работ
Исследование алгоритмов построения
радиолокационных изображений
Исследование алгоритмов предварительной обработки
радиолокационных изображений
Исследование алгоритмов тематической обработки
радиолокационных изображений
7. Практические занятия
№
п/п
№ раздела
дисциплины
1
2.
2
3
3.
4.
Тематика практических занятий (семинаров)
Оптическая обработка радиоголограммы как
модель
формирования
радиолокационного
изображения в РСА. Расчет РЛИ.
Интерферометрическая
обработка
радиолокационных снимков. Обработка РЛИ в интересах
решения задач минерально-сырьевого комплекса.
Расчет антенных устройств космических РСА
Трудоемкость
(час.)
10
10
6
8. Примерная тематика курсовых проектов.
Выполнение курсового проекта не предусмотрено
5
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
ЛИТЕРАТУРА
9.1. Основная литература:
1. Реутов А.П., Михайлов Б.А., Кондратенков Г.С., Бойко Б.В. Радиолокационные
станции бокового обзора. - М.: Сов. радио, 1970.
2. Harger R.O. Synthetic aperture radar system. - New-York, London, Academic Press, 1990.
3. Кондратенков Г.С. Обработка информации когерентными оптическими системами. М.: Сов. радио, 1972.
4. Кондратенков Г.С. Радиовидение. - М.: Радиотехника, 2005.
5. Неронский Л.Б., Брагин И.В. Микроволновая аппаратура дистанционного
зондирования поверхности Земли и атмосферы. Радиолокаторы с синтезированной
апертурой антенны. - СПб.: Санкт-Петербургский государственный университет
аэрокосмического приборостроения, 1999.
6. Кондратенков Г.С, Потехин В.А., Реутов А.П., Феоктистов Ю.А. Радиолокационные
станции обзора Земли / Под. ред. Г.С. Кондратенкова. - М.: Радио и связь, 1983.
7. Саблин В.Н. Разведывательно-ударные комплексы и радиолокационные системы
наблюдения земной поверхности. - М.: Радиотехника, 2002.
9.2. Дополнительная литература:
1.Ефимов И.Е., Козырь И.Я., Горбунов Ю.И. Микроэлектроника: Физические и
технологические основы, надежность. – М.: Высш. шк., 1986.
2.Конструирование и расчет больших гибридных интегральных схем, микросборок и
аппаратуры на их основе/ Под ред. Б.Ф. Высоцкого. – М.: Радио и связь, 1981.
3.Оппеигейм А. В., Шафер Р. В. Цифровая обработка сигналов: Пер. с англ./ Под ред.
С. Я. Шаца. — М.: Связь, 1979.—416 с.
4.Применение цифровой обработки сигналов: Пер. с англ./Под ред. Э. Оппеи-гейма,
пер. под ред. А. М. Рязанцева. — М.: Мир, 1980. — 550 с.
5.Гоноровский И. С. Радиотехнические цепи и сигналы. Учебник для вузов.— М.:
Радио и связь, 1986.— 512 с.
6.Трахтман А. М. Введение в обобщенную спектральную теорию сигналов.— М.: Сов.
радио, 1972.— 352 с.
7.Тихонов В. И. Оптимальный прием сигналов. — М.: Радио и связь, 1983.— 320 с.
8.Тихонов В. И. Статистическая радиотехника. — М.: Радио и связь, 1982.— 624 с.
9.3. Доступ к полнотекстовым базам данных из сети Интранет СПГГУ:
- БД JSTOR полнотекстовая база англоязычных научных журналов www.jstor.org
- Научная электронная библиотека www.eLibrary.ru (доступ к полным текстам ряда
научных журналов с 2007 по 2012 г. )
9.4. Электронные ресурсы других библиотек:
Национальные отечественные и зарубежные библиотеки
1.
Российская государственная библиотека http://www.rsl.ru
2.
Российская национальная библиотека http://www.nlr.ru
3.
Всероссийская государственная библиотека иностранной литературы
им. М.И.Рудомино http://www.libfl.ru
4.
Библиотека Академии Наук http://www.rasl.ru
6
5.
Библиотека РАН по естественным наукам http://www.benran.ru
6.
Государственная публичная научно-техническая библиотека http://www.gpntb.ru
7.
Государственная публичная научно-техническая библиотека Сибирского
отделения РАН http://www.spsl.nsc.ru/
8.
Центральная научная библиотека Дальневосточного отделения РАН
http://lib.febras.ru
9. Центральная научная библиотека Уральского отделения РАН http://www.uran.ru
10. Библиотека Конгресса http://www.loc.gov/index.html
11. Британская национальная библиотека http://www.bl.uk
12. Французская национальная библиотека http://www.bnf.fr
13. Немецкая национальная библиотека http://www.ddb.de
14. Библиотечная сеть учреждений науки и образования RUSLANet
http://www.ruslan.ru:8001/rus/rcls/resources
15. Центральная городская универсальная библиотека им. В.Маяковского
http://www.pl.spb.ru
16. Научная библиотека им. М.Горького Санкт-Петербургского Государственного
университета (СПбГУ) http://www.lib.pu.ru
Фундаментальная
библиотека
Санкт-Петербургского
Государственного
Политехнического университета (СПбГПУ) http://www.unilib.neva.ru/rus/lib/
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной
аудитории, снабженной мультимедийными средствами для презентаций лекций,
видеофайлов практических занятий и демонстрационных лабораторных работ.
Проведение лабораторных занятий требует наличия специализированных
классов с ПЭВМ и соответствующим ПО.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом
рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки специалиста 210601
«Радиоэлектронные системы и комплексы».
11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:
Изучение дисциплины производится в тематической последовательности.
Студенты очной формы обучения работают в соответствии с временным режимом,
установленным учебным рабочим планом для данных форм обучения. Информация о
временном графике работ сообщается преподавателем на установочной лекции.
Преподаватель дает указания также по
организации самостоятельной работы
студентов, срокам сдачи контрольных работ, выполнения лабораторных работ и
проведения тестирования.
Методика и последовательность изучения дисциплины соответствуют перечню
содержания разделов дисциплины. Материал каждой темы насыщен математическими
соотношениями, физическая интерпретация которых зачастую достаточно сложна,
поэтому изучение материала требует серьезной, вдумчивой работы.
Изучать дисциплину рекомендуется по темам, предварительно ознакомившись с
содержанием каждой из них по программе учебной дисциплины. При первом чтении
следует стремиться к получению общего представления об изучаемых вопросах, а
также отметить трудные и неясные моменты. При повторном изучении темы
необходимо освоить все теоретические положения, математические зависимости и
выводы. Рекомендуется вникать в сущность того или иного вопроса, но не пытаться
запомнить отдельные факты и явления. Изучение любого вопроса на уровне сущности,
а не на уровне отдельных явлений, способствует наиболее глубокому и прочному
7
усвоению материала. Для более эффективного запоминания и усвоения изучаемого
материала, полезно иметь рабочую тетрадь (можно использовать лекционный
конспект) и заносить в нее формулировки законов и основных понятий, новые
незнакомые термины и названия, формулы, уравнения, математические зависимости и
их выводы. Целесообразно систематизировать изучаемый материал, проводить
обобщения разнообразных фактов, сводить их в таблицы. Подобная методика облегчает
запоминание и уменьшает объем конспектируемого материала. До тех пор пока тот или
иной раздел не усвоен, переходить к изучению новых разделов не следует. Краткий
конспект курса будет полезен при повторении материала в период подготовки к
экзамену.
Профессор кафедры
электронных систем
НМСУ «Горный»,
В.А. Шпенст
8