Обработка данных наблюдения за космическими объектами в реальном времени с помощью GPU на Иркутском радаре некогерентного рассеяния (ИРНР)

Иркутский радар некогерентного рассеяния (ИРНР) [Кушнарев Д.С. и др., 2017], работающий в диапазоне 154-162 МГц, обладает высокой излучаемой мощностью 3.2 МВт и большой апертурой антенны 3000 м2, что позволяет использовать его в задачах обнаружения и сопровождения космических объектов. Электронное сканирование луча обеспечивается перестройкой частоты. Из-за этой особенности, широкополосные сложные сигналы вроде кодированных импульсов с фазовой манипуляцией «размываются» по большому диапазону углов, что ограничивает их применимость. На ИРНР лучше показывают себя сигналы с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ). Благодаря заданной последовательной перестройке частоты ЛЧМ, радар сканирует часть сектора обзора в течение одного импульса. По форме принятого сигнала можно однозначно оценить задержку и направление прихода. Эти свойства ЛЧМ сигналов позволяют наблюдать космические объекты и определять их координатную информацию. Однако, при обработке в реальном времени требуется произвести множество вычислений в промежутке между соседними импульсами. Ранее использовалась последовательная обработка на центральном процессоре (CPU), несколько ограниченная и малоустойчивая к шумам. Нами был реализован алгоритм параллельной обработки ЛЧМ импульсов на графическом процессоре (GPU), который позволил существенно увеличить число наблюдаемых объектов и повысил качество выходных данных.
Работа выполнена в рамках гранта РФФИ № 20-05-00580 А «Разработка модели возмущений ионосферы при воздействии на нее жидкостных реактивных двигателей на основе экспериментальных данных, полученных в активных космических экспериментах Плазма-Прогресс и Радар-Прогресс».