基于雷达与图像信息融合的目标跟踪仿真研究

提出了同平台上一种基于雷达与图像信息融合的目标跟踪系统结构和相应算法。该结构引入“反馈加引导”的思想,即在将系统融合状态反馈给局部传感器作为跟踪初始状态的基础上,利用距离信息引导图像传感器捕获目标,利用角度信息引导雷达跟踪目标,真正做到了两种不同传感器的优势互补。仿真结果证明该系统具有良好的跟踪性能。     

基于Faster R-CNN的电子海图和雷达图像的数据融合

船载导航雷达和电子海图(electronic navigational chart, ENC)是船舶重要的导航仪器,雷达图像和ENC图像的融合能够给出更加丰富的航行和避碰信息。为此,提出了一种基于深度学习理论的提取雷达图像中鲁棒特征的数据融合算法,实现了ENC和雷达图像较高层次的数据融合。首先,利用深度学习算法对雷达图像进行目标检测,识别船舶雷达的特征目标。其次,对检测到的特征区域执行图像处理,并确定用于ENC和船舶雷达图像配准的参考点。最后,根据参考点进行仿射变换,实现融合算法。利用连续时间段的狭窄水域中的真实船舶雷达图像数据对融合算法进行验证,结果显示船舶雷达图像和ENC的海岸线边缘信息匹配良好且满足实时性要求。该算法与简单的像素级图像融合算法相比鲁棒性更强,实现了ENC与雷达图像的特征级融合。     

雷达训练模拟设计中的信号仿真方法研究

采用能够描述雷达信号相位和幅值信息的信号仿真方法,通过建立雷达接收处理机的数学模型,并给出各环节数值仿真算法,模拟实现雷达接收信号处理的全过程.结合地物杂波仿真和目标仿真得到雷达接收仿真信号;将仿真信号进行正交解调和脉冲压缩匹配滤波,使信噪比达到最大;利用动目标显示衰减信号地物杂波成分,采用动目标检测对仿真信号进行最佳滤波;最后利用恒虚警和判决进行目标检测.仿真得到结果与实际雷达处理信号波形一致,说明该方法逼真有效,可用于雷达模拟训练器系统的设计与实现.     

基于DEM和SAR的航海雷达地形回波仿真

由于仿真地形数据库制图工作量巨大,因此目前航海雷达仿真中物标雷达反射率模拟的工程应用受到极大限制。提出基于DEM(Digital Elevation Model)和同波段SAR(Synthetic Aperture Radar)数据反演,获取物标反射率信息,作为地表雷达反射率仿真的依据,结合雷达方程,建立航海雷达地表反射率模型;考虑雷达回波地形的高程遮挡关系,给出了航海雷达地形回波生成算法,GPU编程实现。通过与传统仿真方法和真实雷达回波图像的比较,表明该算法与真实雷达回波更接近,更能体现地表回波图像的雷达反射率细节和不同量程下的回波图像变化。     

两坐标雷达融合定位算法

传统的两坐标雷达目标定位算法需通过迭代求取目标位置估计,不仅计算量大,而且有可能得到局部最优解,甚至无效解。提出了一种组网融合定位算法,利用数据融合技术进行目标定位,回避了费时的迭代搜索,同时保证了估值的有效性。仿真实验验证了该方法的有效性。     

通用雷达装备模拟训练系统及其关键技术研究

针对当前模拟训练系统功能单一、型号专用、开发效率低、水平参差不齐等问题，提出了基于PLSE（Product Line Software Engineering）理论的仿真平台概念、通用雷达装备全任务模拟训练系统概念和面向领域的研究方法。建立了外观模型、机理模型、人机交互模型、训练评估模型和系统结构模型的模拟训练系统模型体系，基于此提出了模拟训练系统的四种典型模式。攻克了全任务模拟训练系统研发中的四项关键技术：①提出并实现了面向维修案例的故障建模、仿真和评估方法；②采用USB（Universal Serial Bus）技术建立了基于实装专用部件的人机交互设备通用设计方法；③应用分布仿真高层体系结构HLA／RTI解决了模拟训练系统中的紧耦合交互问题；④建立了基于组件技术的模型规范和软件体系结构，实现组合式的仿真应用构建模式。最后介绍了针对通用雷达装备领域构建的仿真平台和一种虚拟式全任务模拟训练系统。     

基于窄带雷达组网的高速自旋目标成像

针对单部窄带雷达无法获得高速自旋目标无失真二维像的问题,研究了基于多部窄带雷达组网的自旋目标无失真成像方法。首先在建立自旋目标窄带雷达回波模型基础上,分析了单基窄带雷达成像方法;然后分别研究了基于多幅窄带雷达图像配准的旋转对称目标和非旋转对称目标图像二维定标方法;最后,对配准后的各窄带雷达图像进行融合得到了目标的无失真二维像。仿真实验验证了本文方法的有效性,并分析了算法的鲁棒性。     

基于多传感器的雷达对抗侦察数据融合算法

为提升复杂电磁环境下雷达对抗侦察系统的可靠性及抗干扰能力, 提出了一种基于多传感器融合的综合权值估计算法。首先由各传感器对原始数据进行分批估计得到局部期望及方差, 然后利用四分位离散度剔除异常数据, 接着针对局部估计结果通过测度算子以及自适应融合估计算法分别确定各传感器权重, 最后利用综合权重进行加权得到融合结果。仿真结果表明, 所提算法在不同情况下均能得到较高的融合精度, 较现有算法具有更好的适应能力及准确性。     

无偏转换的雷达误差配准算法

在多雷达数据处理系统中,影响目标跟踪和数据融合质量的一个重要因素是雷达系统偏差.为了使融合结果更加准确可靠,提出了基于无偏转换的雷达误差配准算法.该算法是通过无偏转换把其它雷达的测量转换到主雷达下,利用各雷达相对主雷达的测量差值,采用Kalman滤波器实时估计出各雷达的系统偏差(方位和距离),从而进行配准.仿真实验结果表明这种算法是有效的.     

高分辨率雷达图像压缩编码算法及实现

针对脉压雷达视频回波信号的特点,提出了一种新的雷达视频信号压缩编码算法。该算法利用相邻重复周期之间视频回波信号中的地物杂波、气象杂波、目标回波是相关的,而噪声是不相关的特点,对图像进行压缩。基于新算法,设计了雷达图像记录设备,进行了验证试验。结果表明,新算法实用性好,既实现了高分辨率雷达图像的长时间记录,又保留了目标回波的精细结构,实现了平显图像和A显图像的同时记录。     

双基地雷达微动空间目标全极化回波仿真方法

由于双基地雷达具有反隐身、抗干扰、抗摧毁等诸多天然优势, 双基地雷达的目标探测和识别问题逐渐成为研究热点。以双基地雷达微动空间目标为研究对象, 首先分析了电磁计算双基地散射数据和双基地雷达目标回波的对应关系, 然后指出了利用电磁计算数据获得的目标仿真回波与目标真实回波极化坐标系的差异, 并提出了相应的校正方法, 最后进行了仿真验证。结果表明, 所提方法保证了电磁仿真回波数据与实测回波数据的极化一致性, 可以为后续的双基地雷达目标特征提取、目标识别等算法研究提供数据支撑。     

半主动式导弹低空多路径效应的计算

对于半主动式多普勒导弹低空多路径效应给出了一个完整的仿真模型 ,它包括雷达天线模型、地面散射模型和目标模型三大部分 ,针对不同的目标航迹、导弹航迹和地物类型 ,通过它们的几何关系和散射关系结合起来。其中最重要的是地面散射模型 ,本模型可对低空目标的多路径效应进行功率计算。如果给定天线的有关参数 ,还可以对测角误差进行预估。最后给出了一些具体结果。     

对毫米波制导反舰导弹实施质心干扰的仿真研究

对毫米波制导反舰导弹实施箔条质心干扰进行了仿真研究，采用面目标分析方法研究了考虑切割效应的箔条云雷达截面积仿真模型，讨论了舰船雷达截面积、反舰导弹跟踪、箔条云布放和运动等仿真模型，并提出了基于有足够的有效质心干扰时间、箔条云初始位置布放在反舰导弹末制导雷达跟踪范围之内以及有足够的脱靶距离三个约束条件的箔条质心干扰效果模型。     

Effective path planning method for low detectable aircraft

To utilizing the characteristic of radar cross section (RCS) of the low detectable aircraft, a special path planning algorithm to eluding radars by the variable RCS is presented. The algorithm first gives the RCS changing model of low detectable aircraft, then establishes a threat model of a ground-based air defense system according to the relations between RCS and the radar range coverage. By the new cost functions of the flight path, which consider both factors of the survival probability and the distance of total route, this path planning method is simulated based on the Dijkstra algorithm, and the planned route meets the flight capacity constraints. Simulation results show that using the effective path planning algorithm, the low detectable aircraft can give full play to its own advantage of stealth to achieve the purpose of silent penetration.     

一种探测低飞目标的PD雷达仿真系统

针对相参体制的脉冲雷达波形, 在综合考虑雷达平台及低飞目标运动规律的基础上,采用半空间物理光学结合图形电磁学,快速准确地计算了半空间低飞复杂目标的雷达散射截面,并按照真实地形的地形高程数据和地形地物特征,生成地杂波模拟数据。最后,采用频域信号处理方法对包含目标和杂波信息的雷达回波信号进行研究,实现对目标探测、测速、测距的功能。给出了仿真系统的总体架构和各模块的功能原理,并用仿真实例进行验证。     

飞行器被雷达发现概率的计算方法研究

给出了飞行器遭遇多雷达探测系统时被发现概率的计算方法。首先根据飞行器的RCS(RadarCross Section)模型、飞行航路、雷达系统的特征参数以及坐标,计算出各个分雷达对飞行器的探测次数以及各次探测的状态参数,进一步计算出各次瞬时探测概率。累积各次瞬时探测概率,计算出各个分雷达的发现概率。最后,根据数据融合准则,计算出多雷达探测系统对飞行器的发现概率。该方法充分考虑不同方位飞行器的RCS不同这一特点,比固定RCS的方法更加接近实战情况;用累积发现概率取代传统的瞬时探测概率,更能反映飞行器在整个航路上遭受探测的情况;把多个雷达视为一个探测系统,更适合于现代雷达探测系统的发展方向。实际算例表明该方法是有效和可行的。     

浅地层步进变频探地雷达合成孔径算法研究

合成孔径成像是一种常用的改善方位分辨率的方法。连续波步进变频雷达平均发射功率较高而且可以实现较大的相对带宽,所以在探地应用中可以获得较高的分辨率和较深的探测深度。针对浅地层步进变频探地雷达回波信噪比很低的特点,利用时域回波图像所呈现的双曲线,提出了一种曲线适配的合成孔径成像算法。通过对实测数据处理,证明所提算法在步进变频探地雷达中比传统的合成孔径算法能得到更好的方位分辨率,而且明显增强了目标图像的信噪比。     

基于频率捷变和RCS加权抑制雷达角闪烁的研究

角闪烁是雷达目标后向散射特性的重要物理量,它能严重降低毫米波末制导雷达的导引精度。介绍了一种利用RCS和角闪烁之间的相关性抑制角闪烁的RCS加权方法。为实现这一方法,采用了频率捷变技术来获取目标回波信号的多个独立样本。仿真结果显示,经过4至5个脉冲的处理,角闪烁的均方根线偏差从5m～6m降至不到1m。     

锥扫式攻顶装甲目标的毫米波雷达散射特性仿真与分析

利用建模软件UG5.0对某装甲进行建模,分别应用基于求解微分方程的时域有限差分法FDTD和基于求解积分方程的FEKO5.3软件对模型进行仿真计算与分析,得出该装甲在锥扫式毫米波近程雷达照射方向下各种姿态的雷达散射截面积和方向图。结果表明,此两类算法可以实现较准确的电磁散射建模计算,不仅为毫米波近程雷达半实物仿真测试系统提供了大量的装甲目标特性数据库,而且可以节省人力物力,加快项目的研究进度。