МОДЕЛЬ АЭРОКОСМИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА СОСТОЯНИЯ НЕОПРЕДЕЛЕННО-СТОХАСТИЧЕСКИХ ДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ
© В.В.Василевский
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и экономика космической деятельности"
2015 г.
В настоящее время технологии аэрокосмического мониторинга занимают важное место в программах социально-экономического Российской Федерации и ее регионов, важнейшими инструментами государственной политики, обеспечивающими импортозамещение и переход к инновационной экономике.
Одной из существенных проблем, возникающих при внедрении технологий аэрокосмических систем дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), является обеспечение требований по эффективности оценивания состояния динамических систем, подверженных стохастическим входным воздействиям обработки изображений, получаемых с использованием камер (приемников излучений) различного спектрального диапазона (видео-, ИК-, УФ-, радиодиапазона), устанавливаемых на подвижных носителях. Известные методы решения задачи оптимального оценивания состояния (фазового вектора) линейной управляемой динамической системы, подверженной входным воздействиям с известными статистическими характеристиками, основаны на использовании априорной информации.
В условиях реальной обстановки получения данных ДДЗ характеристики входных воздействий являются частично либо полностью неизвестными, что ограничивает использование теории калмановской фильтрации. При этом возможно использование подходов, связанных с построением адаптивных, минимаксных, минимаксно-стохастических и робастных фильтров. Однако, применение указанных подходов базируется на использовании ограниченного объема информации, реализации высокопроизводительного вычислительного процесса, что существенно снижает точность и оперативность получаемых оценок фазового вектора динамических систем.
В данной работе рассматривается модель аэрокосмического мониторинга при оценивании состояния неопределенно-стохастических динамических систем, основанная на рекуррентном алгоритме фильтрации не только измерений фазового вектора динамической системы, но также измерений компонент неопределенно-стохастических входных воздействий (отдельных параметров фазового состояния объектов).
Исследуется возможность использования получаемых в ходе ДЗЗ отдельных параметров состояния динамической системы для построения оптимального рекуррентного алгоритма в условиях отсутствия априорной информации о статистических характеристиках воздействий. При этом модель аэрокосмического мониторинга динамических систем описывается разностными уравнениями с неопределенно-стохастическими воздействиями. Разработанная модель аэрокосмического мониторинга позволяет получать оптимальные оценки текущего и прогнозного на определенный интервал времени состояния динамической системы в процессе оперативной обработки ДДЗ.
Для апробации возможностей использования технологий аэрокосмического мониторинга для повышения эффективности ведения сельского хозяйства разработано соответствующее программное обеспечения, реализующее обработку ДДЗ и получение оценок состояния динамических систем точного земледелия.