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Tesi etd-05132009-093632
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Tipo di tesi Tesi di laurea specialistica
Autore MARTINO, GIUSEPPE DARIO
URN etd-05132009-093632
Titolo Impatto di disturbi e turbolenze sul tracking da radar aviotrasportato
Settore scientifico disciplinare INGEGNERIA, FACOLTA'
Corso di studi INGEGNERIA DELLE TELECOMUNICAZIONI
Commissione
Nome Commissario Qualifica
Prof. Ing. Lucio Verrazzani Relatore
Prof. Ing. Fulvio Gini Relatore
Ing. Maria Greco Relatore
Parole chiave
  • modello di Dryden
  • Dryden model
  • rollio
  • roll
  • beccheggio
  • pitch
  • imbardarta
  • yaw
  • rifrattività
  • refractivity
  • Hopfield
  • errore range
  • range error
  • errore angolo di elevazione
  • elevation angle error
Data inizio appello 2009-06-22
Disponibilità mixed
Data di rilascio2049-06-22
Riassunto analitico
La presente tesi si pone l’obiettivo di definire, analizzare e simulare un sistema radar aviotrasportato impiegato per la sorveglianza marittima delle acque territoriali. In particolare, lo scopo del suddetto sistema è quello di individuare eventuali bersagli nautici presenti nell’area presa in esame ed eseguirne il tracking. La piattaforma aviotrasportata, a bordo della quale si trova il radar, descrive una traiettoria “a biscotto” sorvolando ad una quota fissa e a velocità costante la regione monitorata.
L’algoritmo di tracking è stato implementato mediante Extended Kalman Filter (EKF) con misure non polarizzate e le sue prestazioni sono state valutate in termini di valor medio e deviazione standard dell’errore nella stima delle componenti x, y e z della posizione e della velocità del bersaglio.
Dopo aver considerato in un primo momento uno scenario ideale, privo cioè di qualunque forma di disturbo, sono stati descritti e quindi modellati gli effetti delle turbolenze alle quali è sottoposta la piattaforma aviotrasportata durante il volo. Dopodiché, sono state esaminate le problematiche associate alla rifrazione del segnale radar che si propaga nella troposfera: tale fenomeno fisico compromette infatti l’affidabilità delle misure relative alle coordinate in distanza e in elevazione fornite dal radar.
Per concludere, le due fonti di disturbo appena elencate sono state introdotte simultaneamente nello scenario, valutandone così l’impatto complessivo sulla bontà della stima di posizione e velocità del bersaglio e dunque sul corretto funzionamento del sistema radar aviotrasportato in una situazione realistica.

In this dissertation an airborne radar system acting in a maritime border control scenario for Homeland Security is defined, analyzed and simulated. In particular, the purpose of the aforesaid system is to detect possible targets inside the scene and then to track them. The airborne platform, carrying the radar, moves on a “biscuit-shaped” trajectory overflying the monitored area at a fixed altitude with constant velocity.
The tracking algorithm has been implemented by mean Extended Kalman Filter (EKF) with unbiased measurements and its performance has been evaluated in terms of mean and standard deviation of the error on the estimation of x, y, and z component of position and velocity.
After considering an ideal scenario at first, which is without any form of disturbances, the effects of turbulences on the airborne radar’s flight have been described and modeled. After that, problems related to troposphere refraction of radar signal have been analyzed: this physical phenomenon damages the reliability of range and elevation measurements derived from radar.
Finally, both the sources of disturbances have been simultaneously included into the scenario, so their overall impact on the quality of the estimation of position and velocity of the target and on the reliability of the airborne radar system has been assessed in a realistic situation.
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