分布式卫星SAR系统时变基线补偿方法

针对分布式卫星合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)系统中星间基线时变导致高程干涉相位补偿困难和SAR图像对相干性下降的问题,从分布式卫星SAR系统的观测几何构型出发,提出了一种时变基线补偿方法。该方法采用总体最小二乘法拟合航迹方程,并依据方程参数重构虚拟的平行航迹,通过补偿原航迹和新航迹上的观测波程差获得等效的固定基线回波数据。仿真实验表明,采用该方法进行时变基线补偿后,能有效提高SAR图像对的相干性和地面动目标检测(ground moving target indication, GMTI)性能。     

基于遗传算法的区域覆盖共地面轨迹卫星星座的优化设计

讨论了使用MATLAB的遗传算法工具箱GATOOL进行区域覆盖共地面轨迹卫星星座的优化设计方法。介绍了共地面轨迹卫星星座的参数特性,讨论了使用遗传算法工具箱GATOOL进行区域覆盖共地面轨迹卫星星座优化设计的方法,针对中国区域进行了仿真设计。仿真结果表明,该类型星座能够以较少数量的卫星为我国提供良好的覆盖性能,适于我国的区域覆盖卫星通信系统采用。     

基于METRIC理论的超大规模卫星星座多级备份策略

针对超大规模卫星星座可能出现的运行维护成本高、任务可用度低的问题, 结合卫星批量化生产以及采用一枚火箭将多颗卫星送入轨道(一箭多星)的现状, 基于可维修备件多级保障库存技术(multi-echelon technique for recoverable item control, METRIC)提出一种超大规模卫星星座多级备份策略。首先, 阐述了基于METRIC理论的卫星星座多级备份策略模型的原理, 备份策略同时考虑地面备份、停泊轨道备份以及星座轨道备份3种备份模式, 建立了考虑卫星年平均需求量、期望需求量与期望短缺数的星座可用度模型, 包含制造费用和发射费用的星座备份费用模型,以及以星座可用度为约束, 星座备份费用为优化目标的数学优化模型。然后, 以某型超大规模低轨卫星星座为案例研究对象, 使用遗传算法和边际分析法进行求解。最后, 讨论了遗传算法与边际分析法在求解该优化问题时的优缺点。结果表明, 在同一星座可用度指标下, 采用星座多级备份策略可比采用传统两级备份策略有效降低每年备份费用; 在保证星座可用度的前提下大幅降低了超大规模卫星星座的备份费用, 可为精确配置各级备份卫星数量提供参考。     

全球导航卫星系统的星座可见性研究

在GPS和GLONASS(GlobalNavigationSatelliteSystem)的应用研究中 ,为保证系统正常工作 ,导航星座应满足一定的可见性要求。因此 ,首先对提出的最小可见性要求进行了原理性阐述 ;之后 ,基于卫星对地面的覆盖特性 ,给出了导航卫星的可见性定义 ,并推导了一种可见性判据 ;最后 ,针对一种通用的全球导航卫星系统星座 ,用仿真的方法给出了地面和某一海拔高度对该星座的可见性结果 ,确定了海拔高度同星座中可见卫星数目之间的关系 ,从而为全球导航卫星系统在外层空间的应用设计提供了依据。     

一种适用于我国的TDRSS星座方案

提出了一种适用于我国的跟踪与数据中继卫星系统(tracking and data relay satellite system,TDRSS)星座方案。系统以中轨卫星星座为基础,由卫星星座、星际链路和地面信关站组成,可为我国的低轨航天器与地面站之间提供不间断的数据链路。理论分析和仿真结果表明,采用该星座方案的卫星中继系统能全天时覆盖全球低空空域,有较好的对地覆盖特性。     

基于多普勒特征的雷达地面目标过滤方法

机载预警雷达在探测空中目标时,常面临地面目标的点干扰和航迹干扰。地面目标过滤是机载预警雷达航迹优化的重要内容,可以有效改善目标航迹质量。针对地面目标过滤问题，本文研究了基于多普勒特征的地面空中目标识别方法。首先在对交通流建模仿真的基础上,分析了地杂波背景下高速公路目标回波的多普勒特征;然后利用地面和空中目标的多普勒特征差异,设计了一种目标分类准则。仿真结果表明分类准则在确保空中目标具有较高识别概率的同时,也保证了对地面目标具有较高的识别概率,从而能够有效滤除大部分地面高速公路目标。     

基于CARTWHEEL构型的小卫星星座有效基线分析

编队小卫星有效基线分析是编队小卫星SAR系统性能分析的关键,提出了针对Cartwheel编队构型的精确基线分析方法.将小卫星星座绕飞轨迹Hill方程与地球自转相结合,综合考虑两者的影响,精确的对Cartwheel构型星座有效基线进行仿真计算,并且对星座在不同轨道位置的基线偏差进行了分析.     

基于星敏感器的星座自主导航融合技术研究

为解决单纯基于星间观测的星座自主导航系统的基准秩亏问题,利用星敏感器间接敏感地平的导航方法提出了一种基于星敏感器的星座自主导航信息融合技术。该技术可以有效地将星光折射和星间观测两种方法结合起来,利用星光折射提供星座中成员卫星的绝对位置信息,给出星座的空间基准,再利用星间相对观测,约束星座的几何结构,提高星座的整体的导航精度。     

基于GDE3算法的侦察卫星星座优化设计

针对区域覆盖的卫星星座优化设计,将一种基于Pareto最优概念的通用差异演化算法(GDE3)应用于区域覆盖型侦察卫星星座的多目标优化设计,并利用多属性决策中的字典序法,根据目标的重要程度,在得到的Pareto解中进行选择.最后,利用STK和Visual c++针对侦察卫星星座进行了仿真,仿真结果表明了该算法可以找到多个Pareto解,避免了传统求解方法的权值选择问题,并且较简单遗传算法具有更好的灵活性,为解决星座优化与设计问题提供了新的思路.     

卫星组网与星座控制设计、分析、仿真系统研究

设计和开发了卫星组网与星座控制设计、分析、仿真系统。该系统具有卫星组网优化设计、星座控制优化设计、星座性能分析、星座运行和控制过程仿真演示的功能,系统中的每个组成单元软件可以通过任务设定软件进行预定任务要求星座的设计、分析和仿真,也可以根据自身输入参数进行卫星组网与星座控制的设计、分析和仿真。最后利用该系统完成了对一个导航星座的设计、分析和仿真。     

双红外传感器模糊序贯航迹关联算法与仿真

航迹关联是多传感器多目标数据融合系统中的重要部分。本文针对双波段红外传感器的特点和目标航迹存在的连续性，根据影响航迹关联的主要因素和相互关系，提出了基于序贯检测思想的两种整体相似度关联定义和粗、精相关的模糊航迹关联策略，并提出针对未关联航迹的意见一致性决策方法确定航迹真实性。仿真结果表明，在目标密集、噪声较多、交叉分岔航迹较多的情况下，该算法性能良好，稳定，运算速度明显快于传统的统计检验方法。     

飞翼无人机机动飞行非线性鲁棒自适应控制

机动飞行能力作为无人机任务扩展的重要保证,受到各国的普遍重视。针对飞翼布局无人操纵能力不足、非线性和耦合性强的特点,提出一种非线性自适应控制方法。在所提的控制结构中,内环线性化解耦消除已知不利的耦合项,外环反步跟踪方法进行航迹跟踪,并采用粒子群补偿器补偿各种扰动和不可建模的耦合项,保证系统对各种扰动的自适应能力,且证明了该控制结构的稳定性。同传统反步控制方法相比,所提控制器增加了内环解耦结构。不同于传统的动态逆解耦控制方法,本文在控制结构中保留气动阻尼项,使得线性化后的系统为弱非线性系统。该结构不仅可以降低外环控制器设计的保守性,而且便于工程实现。仿真结果显示,该控制方案是有效的。     

基于航迹点法向距离的航迹聚类研究

随着民航业的飞速发展,机场噪声污染问题越来越严重,研究航迹聚类对机场噪声预防治理工作具有重要意义。现有航迹聚类算法所采用的航迹点对选取方式,无法实现所选航迹点对在空间上的对应,严重影响聚类效果。针对这一问题,提出一种基于航迹点法向距离的航迹聚类模型。该模型采用航迹点法向距离作为航迹相似性度量方法,有效地解决了因飞机速度差异引起的航迹点对选取不匹配问题。通过K-medoids聚类算法对航迹进行二维和三维聚类,使用Davies Bouldin (DB)指标、Dunn指标对聚类结果进行评价。实验表明,提出的模型能够更好地度量航迹之间的相似性,航迹聚类效果更好,从而验证了该模型的合理性和有效性。     

基于雷达极化理论的弹丸飞行姿态电磁散射特征

针对用线极化天线测速雷达测量弹丸飞行姿态问题,利用电磁理论推导并分析了底部刻槽弹丸的姿态特征参数。首先由雷达电轴与刻槽弹丸对称轴之间的关系,建立弹体散射矩阵,得到散射场的粗略表示,说明刻槽测量姿态的原理;其次,利用理想导体上无限长窄槽的表面等效磁流的近似表达式,详细推导了凹槽散射的远场表达式;再次,比较了刻槽后平行极化与垂直极化的远区散射场,用解析法和数值法仿真了不同飞行姿态下刻槽对弹丸散射回波的调制作用并与实测数据进行了比较,数值仿真了姿态特征参数的单调性;最后,对姿态特征参数的增强方法进行了简要的讨论和展望。仿真结果表明,在一定章动角范围内,该姿态特征参数能够表征弹丸的飞行姿态,具有相对稳健性和单调性。     

Primary safe criterion of earth-brushing flight for flying vehicle over digital surface model

In modern terrain-following guidance it is an important index for flight vehicle to cruise about safely and normally. On the basis of a constructing method of digital surface model (DSM), the definition, classification and scale analysis of an isolated obstacle threatening flight safety of terrain-following guidance are made. When the interval of vertical-and cross-sections on DSM is 12. 5 m, the proportion of isolated obstacles to the data amount of DSM model to be loaded is optimal. The main factors influencing the lowest flying height in terrain-following guidance are analyzed, and a primary safe criterion of the lowest flying height over DSM model is proposed. According to their test errors, the lowest flying height over 1:10 000 DSM model can reach 40. 5 m~45. 0 m in terrain-following guidance. It is shown from the simulation results of a typical urban district that the proposed models and methods are reasonable and feasible.     

大展弦比飞翼布局飞机的三轴稳定特性

飞翼布局飞机取消了平尾和垂尾, 构型的改变和阻力方向舵的使用使其呈现出与常规布局飞机不同的三轴稳定特性.以大展弦比飞翼布局飞机为研究对象, 开展了其三轴静、动稳定特性的研究; 通过与常规大展弦比飞机进行对比, 揭示了飞翼构型参数、典型飞行状态对其稳定性的影响规律; 分析了阻力方向舵的偏转对此类飞机稳定性的影响.研究结果表明, 大展弦比飞翼布局飞机的本体稳定性存在诸多的不足.     

生成式中断航迹接续关联方法

传统中断航迹接续关联(track segment consecutive association, TSCA)方法基于假设的目标运动模型, 利用大量先验信息完成关联任务, 存在参数过多、计算复杂、推理时间长等缺点。为了解决以上问题, 提出一种基于注意力机制的生成式TSCA方法。首先设计航迹态势图生成模块, 将原始航迹数据转换为航迹态势图, 作为生成对抗网络的输入。针对航迹噪声影响大和航迹运动特征、中断特征难以提取的问题, 基于生成对抗网络和注意力机制, 设计航迹关联网络, 滤除航迹噪声并完成TSCA。仿真结果证明了所提网络的有效性, 在关联精度和关联速度两方面都超过现有算法。     

引入目标灰度信息的多假设跟踪方法

在传统的多假设跟踪(MHT)算法中,航迹置信度函数仅利用了目标的位置信息。对于红外搜索与跟踪(IRST)系统中的目标跟踪,还有目标灰度信息可以利用,因此在IRST系统的MHT算法中加入目标的灰度信息来重新构造航迹置信度函数和航迹启动条件,增强了算法抑制虚警的能力。通过跟踪5个高机动目标的仿真过程,对算法性能进行了检验,仿真结果表明,新的算法可以减少航迹数目、减少系统计算时间,并使算法具有更强的抑制噪声的能力。     

雷达与AIS目标航迹模糊关联算法与仿真

采用多因素模糊综合决策方法,研究了雷达与AIS(船舶自动识别系统)目标航迹关联算法.建立了该算法的模糊因素集、评价集、单因素模糊评判矩阵、多因素模糊综合决策准则、以及航迹关联与脱离质量等数学模型。计算机仿真验证了该方法可以改进目标航迹的精度与可靠性。同时讨论了关联门限取值等问题。     

逆合成孔径雷达成像技术的研究

逆合成孔径雷达（ＩＳＡＲ）成像是微波成像技术中一个较新的课题。本文通过研究ＩＳＡＲ成像处理算法，提出了解决运动补偿中距离对准精度的新方法，对实际飞行所录取数据进行了成像处理。