شماره ركورد
34184
پديد آورنده
اميرحسين ايزدي
عنوان
تخمين نقطه پرتاب پرتابه با استفاده از دادههاي رادار و شبكهي LSTM
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي برق - مخابرات سيستم
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1404/7/29
استاد راهنما
حسين سليماني
استاد مشاور
خالي
دانشكده
مهندسي برق
چكيده
در بسياري از كاربردهاي نظامي و دفاعي، شناسايي سريع و دقيق نقطه پرتاب پرتابهها نقش كليدي در هدايت واكنشهاي پدافندي، تخمين منبع تهديد و طراحي ضد حملات را ايفا ميكند. بااينحال، روشهاي سنتي مبتني بر دادههاي اينرسي يا فيلترهاي كالمن، در محيطهاي داراي سطح نويز بالا و عدم مشاهدهي مسير حركتي پرتابه يا در سناريوهاي عدم دسترسي به سامانه موقعيتياب جهاني كه دادههاي ناوبري قابلاعتماد در دسترس نيستند، با محدوديتهاي جدي مواجهاند. پژوهش حاضر باهدف ارائه يك چارچوب نوين مبتني بر يادگيري عميق، به طراحي، پيادهسازي و ارزيابي يك مدل حافظه بلند-كوتاه مدت براي تخمين نقطه پرتاب پرتابه تنها با استفاده از دادههاي راداري ميپردازد. در اين تحقيق، ابتدا يك بستر شبيهسازي در محيط متلب توسعه يافته است كه با مدلسازي شرايط واقعي پرتابه دادههاي موردنياز را بادقت بالا توليد ميكند. در مرحله بعد، دادهها تحت پيشپردازش بهعنوان ورودي به مدل LSTM آموزشديده منتقل شدهاند. مدل طراحيشده يك شبكه LSTM چندلايه با ساختار ورودي-توالي و خروجي برداري سهبعدي است كه توانايي استخراج وابستگيهاي زماني بلندمدت در دادههاي راداري را دارا بوده و از طريق آن قادر است مختصات دقيق نقطه پرتاب را بادقت بالا تخمين بزند. نتايج حاصل در رادار AN/TPQ-50 (با برد عملياتي 10 كيلومتر) با خطاي ذاتي 25 متر، ميانگين خطاي شعاعي تخمين نقطه پرتاب در حالت مشاهدهي مسير كامل و 25 درصد آن به ترتيب 50 و 95 متر و در رادار AN/TPQ-37 (با برد عملياتي 5 تا 50 كيلومتر) با خطاي ذاتي 75 متر، 118 و 544 متر است. در مقايسه با پژوهش [6] كه با استفاده ازLSTM و10 نمونهي اول پرتابه به خطاي متوسط 600 متر و در پژوهش [1] كه با استفاده از فيلترهاي كالمن و تخمين پرتابه در برد 14 كيلومتري با نويز گوسي 10 متر در برد به دقت 97 متر براي 50 درصد دادهها و 213 متر براي 85 درصد دادهها دست يافته اند، عملكرد شبكه بهينهتر است.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/09/22
عنوان به انگليسي
Projectile launch point estimation using radar data and LSTM networks
تاريخ بهره برداري
10/22/2025 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
اميرحسين ايزدي رودمعجني
چكيده به لاتين
In many In many military and defense applications, the rapid and accurate identification of projectile launch points plays a crucial role in guiding defensive responses, estimating threat sources, and designing counterattacks. However, traditional methods based on inertial data or Kalman filters face significant limitations in high-noise environments, in cases where the projectile’s flight path is unobservable, or in scenarios lacking Global Navigation Satellite System (GNSS) data that provide reliable navigation information.
The present study aims to propose a novel deep learning–based framework by designing, implementing, and evaluating a Long Short-Term Memory (LSTM) model to estimate the projectile launch point using only radar data. A simulation environment was first developed in MATLAB to generate highly accurate projectile data under realistic launch conditions. The generated data were then preprocessed and fed into the trained LSTM model as inputs. The proposed model is a multilayer LSTM network with a sequence-to-vector structure, capable of capturing long-term temporal dependencies in radar data, thereby accurately estimating the spatial coordinates of the projectile’s launch point.
The results obtained using the AN/TPQ-50 radar (with an operational range of 10 km and an intrinsic resolution error of 25 m) show that the mean radial launch-point estimation error is 50 m and 95 m when observing the full and 25% portions of the trajectory, respectively. For the AN/TPQ-37 radar (with an operational range of 5–50 km and an intrinsic error of 75 m), the corresponding errors are 118 m and 544 m. Compared with [6], which achieved an average error of 600 m using an LSTM model with the first 10 projectile samples, and [1], which achieved 97 m and 213 m errors for 50% and 85% of the data respectively using Kalman filters with 10 m Gaussian noise over a 14 km range, the proposed network demonstrates superior performance.
كليدواژه هاي فارسي
تخمين نقطه پرتاب پرتابه , شبكه حافظه بلند-كوتاه مدت , دادههاي راداري , محيط فاقد GNSS , شبيهسازي پرتاب پرتابه
كليدواژه هاي لاتين
Projectile launch-point estimation , Long Short-Term Memory (LSTM) network , radar data , GNSS-denied environment , projectile simulation.
Author
AmirHossein Izadi Rodmajani
SuperVisor
Hossein Soleymani