Главная – Журналы – Автометрия 2026 номер 4

Перекрёстной геолокализацией называется установление соответствия между изображениями наземных объектов, полученными аппаратурой наблюдения, которая размещена на различных несущих платформах, при условии, что изображения, сформированные аппаратурой одной из платформ, имеют геодезическую привязку. Обучающая выборка формируется путём аугментации изображений заданных ориентиров. Приводятся результаты экспериментов, полученных на выборке из набора SUES-200, содержащей 20 спутниковых изображений различных ориентиров и 20 х 50 их изображений, полученных бортовой камерой беспилотного летательного аппарата с высоты 300 м.

Рассматриваются вопросы, связанные с построением алгоритмов, которые минимизируют время локализации неизвестного сигнального источника, обнаруживающего себя генерацией в случайные моменты времени сверхкоротких (в принципе, мгновенных) импульсов. Разыскиваемый источник случаен в двух отношениях: во-первых, неизвестно его положение в пределах поискового интервала, во-вторых, источник генерирует импульсы в случайные моменты времени. Локализация источника ведётся детекторным приёмным устройством, способным в любой момент времени произвольно менять своё окно обзора. Построены оптимальные поисковые алгоритмы для случая, когда априорная плотность вероятности распределения источника является двухуровневой кусочно-постоянной функцией. Найдены оптимальные параметры указанных алгоритмов, в том числе рассчитано математическое ожидание времени исполнения каждого из них. Доказано, что оптимальный алгоритм, учитывающий априорные сведения об интенсивности разыскиваемого источника, всегда эффективнее алгоритма, которому эта интенсивность неизвестна.

Оценка информативности больших данных является одним из актуальных направлений исследований, связанных с реализацией потенциала технологии больших данных в решении задач автоматизации мониторинга, прогнозирования, принятия решений и машинного обучения в отраслях экономики. Проведён анализ современных подходов и методов, определяющих понятие информативности и позволяющих оценить информативность данных в контексте прагматичности и относительности информации, её ценности и полезности. Рассмотрена специфика обработки распределённых и потоковых больших данных и определения минимального информационного пространства. Подробно рассмотрены оценки информативности больших данных в задачах генерации и отбора признаков, проектирования и управления на основе данных.

Предлагается метод визуализации полупрозрачных объектов с подповерхностным рассеянием света в режиме реального времени. Описана аналитическая модель, в которой учитывается направленность падающего света, обеспечивающая более реалистичные изображения в сравнении с теми, которые генерируются с помощью известных аналитических моделей. Рассматривается схема отбора проб, основанная на оптических свойствах материала. Представлен направленный диполь с использованием конвейера рендеринга на графическом процессоре.

Произведено определение статистических характеристик отношений огибающих двух негауссовских сигналов и смеси двух случайных процессов с заданными законами распределения. Найдены одномерная плотность распределения вероятности для отношения огибающих двух независимых негауссовских сигналов при некогерентной обработке, совместная плотность распределения вероятности огибающих и их производных, а также среднее число выбросов. Показано, что одномерная плотность распределения вероятности зависит от параметров, характеризующих форму, масштаб и центр распределения огибающих сигналов. Приведены частные случаи расчётов плотности распределения вероятности для распределений Рэлея и Райса. Получены статистические характеристики поляризационных параметров сигнала, таких как плотность распределения вероятности и среднее число выбросов коэффициента эллиптичности. Определены статистические характеристики для отношения смеси двух случайных процессов с нормальным законом распределения и обобщённым негауссовским распределением. В частности, получены выражения для определения плотности распределения вероятности смеси двух вышеназванных процессов, найдены v-е начальные моменты и интегральная функция распределения смеси процессов. Получены выражения плотности распределения вероятности огибающей полезного сигнала при наличии нормальной помехи, плотности распределения вероятности отношения двух статистически независимых смесей, плотности распределения вероятности модуля поляризационного фазора, совместной плотности распределения вероятности смеси двух независимых стационарных процессов и среднего числа выбросов.

Предложены универсальные аналитические выражения для расчёта показателя качества (Q-фактора) оптических амплитудно-фазовых канальных сигналов при организации связи между центрами обработки данных (DC - Data Center) по технологии мультиплексирования СО-OFDM (Coherent Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Рассмотрена однопролётная волоконно-оптическая система передачи с оптическим усилителем, расположенным на приёмной стороне, и использованием поляризационного мультиплексирования для передачи OFDM-сигналов. Полученные формулы учитывают одновременное влияние нелинейных фазовых искажений, возникающих в волокне, и шумов усиленной спонтанной эмиссии. Формулы позволяют оценить помехоустойчивость отдельных сигнальных точек созвездия M-QAM в зависимости от параметров системы передачи, не прибегая к ресурсоёмкому имитационному моделированию. Вычисления помехоустойчивости поляризационно-мультиплексированных 16-QAM канальных сигналов показали возможность организации соединения между DC по стандартному одномодовому волокну на расстоянии 80 км с суммарной скоростью передачи данных 32 Тбит/с.

Изучено формирование ловушек зарядов в плёнках SiO₂, имплантированных ионами In⁺ и As⁺, в процессе последующего отжига при T = 800-1100 °C. Обнаружено, что с ростом температуры отжига смещение в напряжении плоских зон происходит немонотонно и максимально после T = 900 °C. При этом гистерезис высокочастотных С-V-характеристик минимален, а с ростом температуры отжига до 1000-1100 °C окно гистерезиса возрастает на порядок величины. Из полученных С-V-характеристик оценены плотность фиксированного заряда и плотность перезаряжаемых ловушек носителей зарядов в окисле. Из частотной зависимости С-V- и G-V-характеристик оценена плотность поверхностных состояний, которая практически не зависела от температуры отжига и составляла около 2×10¹¹ см^-2 × эВ^-1. Природа встроенного заряда в диэлектрике связывается с кислородными вакансиями In-As в матрице SiO₂. Увеличение гистерезиса C-V-характеристик с ростом температуры отжига объясняется изменением спектра глубоких ловушек.

Исследованы возможности методики определения концентрации белка в биологической жидкости по спектрам комбинационного рассеяния света сухого остатка после испарения воды в случае, когда доля белка в жидкости мала по сравнению с небелковыми компонентами. Для подавления вкладов в спектр комбинационного рассеяния света от небелковых органических веществ предлагается использовать осаждение белка трихлоруксусной кислотой в жидкости перед получением сухого остатка. Для получения количественного значения массовой доли белка предлагается использовать добавление в жидкость белка лизоцима, обладающего уникальными особенностями в спектре комбинационного рассеяния света. Показано, что анализ спектров комбинационного рассеяния света сухого остатка с лизоцимом, осаждённого трихлоруксусной кислотой, позволяет определять массовую долю белка в диапазоне от 0,03 мг/мл и выше. Методика также апробирована на примере кондиционированных жидкостей после культивирования фибробластов и миофибробластов роговицы, и показана возможность получения достоверных значений концентрации белка.

Спектроскопия инфракрасного поглощения света, усиленного поверхностью, которая основана на усилении инфракрасного отклика аналита вблизи плазмонных наноантенн, является перспективным методом для высокочувствительного детектирования молекул. Поиск способов повышения чувствительности метода остаётся актуальной задачей современной сенсорики. Использованы массивы линейных золотых наноантенн, сформированных на поверхности кремниевой подложки, для детектирования собственных колебаний монослойных покрытий. В качестве модельного аналита использован 1-октадекантиол (ОДТ), для которого реализована технология послойного формирования покрытия методом Ленгмюра - Блоджетт. На наноантенны Au были последовательно нанесены два монослоя ОДТ, что позволило оценить усиление поглощения колебательными модами ОДТ на частоте ∼1470 см^-1, соответствующими деформационным колебаниям CH₂-групп, как 3 · 10⁵. Полученные результаты демонстрируют перспективность использования плазмонных наноантенн для создания сенсоров среднего инфракрасного диапазона.

Представлена схема трёхканального статического поляриметра, предназначенного для тестирования пространственных фазовых модуляторов света на основе жидких кристаллов. Проведён расчёт взаимодействия отражённого от матричного модулятора света с оптическими элементами устройства, и получены аналитические выражения для интенсивностей света в каждом канале. Представлено решение обратной задачи для определения фазовых сдвигов на элементах матрицы. Получены экспериментальные результаты, демонстрирующие преобразование управляющего сигнала в фазовый сдвиг.

Анализируются три метрологических показателя, экспериментально зарегистрированные значения которых оказались не соответствующими предписаниям трёх базовых методов гониометрии, положенных в основу реализации выбранных измерительных процедур. Показано, что эффективность процесса фильтрации гармоник инструментальной погрешности в референтном датчике углового компаратора, реализующего один из вариантов мультикомбинационного метода, оказалась на порядок ниже её теоретического значения. Отмечается, что результаты калибровки прецизионного энкодера RON-905, реализованной с помощью упомянутого компаратора, оказались не соответствующими предписаниям EDA-метода гониометрии. Показано также, что результаты калибровки одной из считывающих головок референтного датчика данного компаратора искажены действием гармоник, наличие которых не соответствует исходным предписаниям метода самокалибровки.

Широкое применение лазеров на диоксиде углерода (CO₂) для обработки материалов, сварки полимеров и литографии привело к существенному снижению их стоимости, что открыло возможности для использования в новых областях. Охарактеризован импульсный режим работы коммерческой герметичной CO₂-лазерной трубки Reci W2, генерирующей излучение в среднем ИК-диапазоне с пиковой мощностью более 100 Вт. При совмещении измерения энергии импульса с ИК-фурье-спектроскопией с временным разрешением исследованы временные профили излучения в диапазоне 10-1000 мкс и проанализирована спектральная динамика. Дополнительные измерения тока и напряжения позволили проанализировать поведение разряда и его корреляцию с оптическим выходом по времени, обеспечив более полную картину формирования импульса. Показаны две области генерации при работе лазера в импульсном режиме: первая - переходная область с высокой пиковой мощностью, реализуемая при сравнительно коротких лазерных импульсах 50-150 мкс; вторая - область устойчивой генерации, наблюдаемая при длительностях лазерного импульса 150-1000 мкс и более. Результаты показывают, что недорогие герметичные CO₂-лазерные трубки могут служить удобными импульсными источниками излучения в среднем ИК-диапазоне с характеристиками, подходящими для многих спектроскопических измерений, исследований материалов и разработки измерительных устройств.

Решается задача количественного моделирования семантической структуры текста, которая формулируется как обратная задача волновой оптики. На основе установленной операциональной аналогии между смысловой динамикой и распространением когерентного излучения в неоднородной среде предложена геометризация текста в пространстве Минковского. В рамках этой аналогии вводится понятие семантического показателя преломления, а текст рассматривается как поле комплексной амплитуды. Ключевым результатом является демонстрация применимости численных методов компьютерной оптики - конечноразностного метода во временной области (Finite-Difference Time-Domain, FDTD) для прямого моделирования распространения смыслового фронта и итерационных алгоритмов восстановления фазы (Гершберга - Сакстона) для реконструкции латентной тематической структуры по распределению интенсивности эмбеддингов. Экспериментальная апробация на научном тексте подтвердила, что предложенный подход позволяет визуализировать тематические кластеры как модовую структуру волноводного пучка и количественно оценить когерентность дискурса через коэффициент, аналогичный степени пространственной когерентности. Работа расширяет область применения методов компьютерной оптики на задачи анализа сложных семантических систем.