基于旋翼微动雷达特征的空中目标识别

详细分析了直升机目标回波信号的多普勒谱的构成,针对直升机目标和固定翼飞机目标多普勒谱的差别,提取了两种微多普勒特征用于识别直升机目标和固定翼飞机目标,其中一种利用了直升机回波信号正负多普勒频谱能量的不对称性,另外一种利用了机身回波信号能量与旋翼回波信号能量的对比,使用仿真数据和试验测试录制的数据计算结果表明,该方法具有很好的识别效果。     

飞机旋转叶片回波频谱特征分析

飞机目标发动机叶片的周期性旋转运动导致目标散射回波中出现周期性运动部件调制频谱分量,在某些姿态下该频谱分量幅度呈sinc(x)包络状,并不对称分布于机体多普勒频谱分量一侧。为揭示这一现象,在对旋转叶片组建立电磁散射模型和对风扇目标进行试验测量基础上,分析了叶片长度、倾斜角和扭角等结构参数对周期性运动部件调制频谱分量分布规律的影响。结果表明叶片扭角是导致该现象出现的主要原因。     

用毫米波辐射计探测巡航导弹

利用微波直到红外频率的辐射测量是在各种重要军事应用中普遍采用的一种技术。这些应用包括对地理特征和天气的检测、侦察和监视、导航、提高恶劣天气条件下飞机的着陆能力、战场目标识别以及武器投放系统的制导。监视和探测某些难以观测到的空中目标时,用电磁频谱毫米波段进行辐射测量,比起用其它频段测量有一些显著的优点。     

弹道目标微动特征分析与提取方法

进动特征对导弹防御目标识别具有重要意义。建立了单频信号下雷达观测弹头的进动模型和回波模型,通过对进动弹头回波频谱与微多普勒调制特性的定量分析,提出了利用回波相关方法和频谱展宽估计进动参数的方法,并利用暗室测量数据对该方法的性能进行了实验验证。实验结果表明,该方法在目标进动角不大条件下可以有效估计目标的进动角和进动周期。     

直升机飞行模拟器及其特点

根据直升机与固定翼飞机飞行方式、操纵方式和任务使命的不同,简单叙述了直升机地面飞行模拟器研制的一般要求和特殊要求,并讨论了直升机飞行仿真模型的部件建模方法,特别是诱导速度模型和机身模型的特殊建模方法.最后给出了典型直升机地面飞行模拟器的飞行模拟曲线、分析以及飞行员评价,验证了模拟效果的可信性.     

常规雷达飞机回波调制特性的建模

为了从常规雷达回波中提取用于飞机目标识别的调制特征,依据雷达回波调制特征产生机理,推导了常规雷达直升机、螺旋桨飞机和涡扇喷气飞机回波调制特性的参数模型。分析讨论了实际飞机和常规雷达特殊性对不同类飞机旋转部件调制特征的影响。通过仿真和实际回波分析验证了调制特性参数模型的正确性、有效性和实用性。研究表明,从实际常规雷达飞机回波中可提取相对不变的、与直升机和螺旋桨飞机旋转结构相对应的调制周期特征;而对涡扇喷气飞机,调制周期特征是模糊的。     

连续波微动测量雷达及目标微动特性分析

目标或其部件微运动产生的微多普勒是目标识别的重要特征,对其进行高分辨测量和微动特征提取是识别的关键。设计了基于连续波体制的微动测量雷达方案,分析设计了收发分离的雷达微带天线,研制了X波段连续波微动测量雷达及其数据采集设备。利用该雷达实测数据采用时频分析工具对人行走的躯体、手、脚运动进行了微多普勒特征分析,实验验证了雷达测量数据的有效性。     

机动目标轨道的估算和预测

卡尔曼滤波器用于反飞机火炮控制是很适合的。在本文中,我们利用卡尔曼滤波器理论发展了一种精确的、在数字上有效的方法,以便估算和预测机动固定翼飞机现在和未来的位置。这个方法已在雷达跟踪器火炮控制系统中实现并对各种固定翼飞机目标做了实验。外场实验结果表明,采用这个方法能够得到很高的目标瞄准精度。     

基于支持向量机的低空飞行目标声识别

目标识别是战场低空飞行目标声预警技术的核心内容之一。为了满足声预警系统的要求,建立的识别器必须高效、具有较好的推广能力。采用了一种新的分类器一支持向量机对目标进行了分类识别。首先简要描述了直升机、巡航导弹的声信号特性,说明了支持向量机的原理。以自回归模型参数为特征向量对3种直升机、一种巡航导弹共4类目标进行了识别,并同一种前向反馈神经网络进行了识别比较。支持向量机和该神经网络得到的识别率分别为88.1%和84.1%,结果表明此方法的有效性。最后分析了两种分类器识别错误的原因,给出了提高识别率的建议。     

基于Relax谱估计的波束内多运动目标分辨

弹载雷达对波束内的多目标进行准确分辨是至关重要的。鉴于多普勒雷达对速度的分辨能力和单脉冲雷达的测角能力,提出了一种对波束内多运动目标进行分辨的算法。导弹加速度对目标回波多普勒频谱展宽起主要作用,据此提出了去斜率后进行超分辨谱估计的单/多目标鉴别方法;然后对超分辨后的参数化的多普勒谱进行单脉冲测角,从而得到多目标在波束内的二维分布。仿真结果证明了该算法的有效性。     

机载SAR静止场景成像及运动目标检测研究

针对真实飞行条件下飞机运动和定位误差导致多普勒中心频率和多普勒调频斜率误差,从而使图像出现大的变形的特点,提出了真实飞行条件下估计接收数据多普勒中心频率和多普勒调频斜率的新方法。该方法设置飞机速率和脉冲重复频率比为常数,保证方位向接收信号均匀空间取样,使用实时最小二乘拟合算法,增加了和距离相对应的多普勒中心频率曲线估计的精确性。给出了应用该方法的具体步骤,并通过此方法同时实现了实时对地物背景成像以及地面多个运动目标的检测。最后用试验结果验证了该方法的有效性。     

飞行器栖落机动切换控制设计及其吸引域计算

针对固定翼无人机栖落过程的纵向运动,研究栖落轨迹跟踪控制问题及其相应的吸引域计算方法。首先将飞行器栖落机动过程的动力学模型沿参考轨迹线性化,并建立分段线性切换系统模型。在此基础上,结合最优控制理论与切换系统全局稳定分析方法,设计了栖落轨迹跟踪切换控制律。然后,为确定局部稳定区域从而保证飞行器能在预期时间内准确地栖落在目标区域,设计相应的平方和优化算法,计算了切换控制下的栖落轨迹吸引域。最后,对固定翼飞行器的栖落过程进行了仿真,仿真结果验证了所设计的跟踪控制器的有效性与所计算的吸引域的正确性。     

舰载机着舰航线侧方计时建模与分析

为了提高航母回收舰载机的成功率,针对舰载机在着舰航线的顺风飞行距离精准问题,进行侧方计时研究。考虑航母航行使下滑道距离变长,舰载机顺风边飞行时自然风速使地速变大,自然风对舰载机下降转弯产生漂移影响,基于飞行动力学理论,建立了舰载机在着舰航线上侧方计时的数学模型,并对此模型进行数值模拟分析。结论如下:本模型适合于不同重量、不同挂载、不同型号的常规起降方式的固定翼舰载机在着舰航线上进行侧方计时的计算。     

基于扰动观测器的飞行器轨迹跟踪控制器设计

针对多种扰动作用下的固定翼飞行器三维轨迹跟踪问题, 设计了一种基于改进非线性扰动观测器的非奇异快速终端滑模轨迹跟踪控制器。首先推导固定翼飞行器三维轨迹跟踪误差模型, 考虑模型误差和飞行过程中的未知扰动, 设计了一种基于状态估计误差反馈的非线性扰动观测器对扰动进行观测。基于非奇异快速终端滑模控制方法, 采用双幂次趋近律设计轨迹跟踪控制器, 并证明了闭环控制系统的稳定性。仿真结果表明, 在多种扰动的作用下, 所设计的轨迹跟踪控制器能够对三维机动轨迹进行准确、稳定的跟踪。     

基于幅度辅助的中国余数定理多目标多普勒频率估计算法

脉冲多普勒(pulsed Doppler, PD)雷达在低脉冲重复频率工作模式下,基于封闭式鲁棒中国余数定理(closed-form robust Chinese remainder theorem, CFRCRT)算法可以实现单目标多普勒频率快速且精确的估计,但由于多目标的频率余数与目标对应关系事先未知,往往对基于CFRCRT进行多目标多普勒频率估计带来困难。对此,基于幅度辅助利用聚类分析技术,提出频率余数分组匹配的方法,解决了基于CFRCRT多目标多普勒频率估计问题。针对频率余数分组匹配过程中,传统离散傅里叶变换的频谱泄露和栅栏效应导致匹配性能不高的问题,采用全相位离散傅里叶变换(all phase discrete Fourier transform, apDFT)实现高性能的频率余数分组匹配。理论分析和仿真结果表明,所提算法可以有效地实现PD雷达多目标多普勒频率估计。     

Data fusion of radar and IFF for aircraft identification

The problem of identification of friend-or-foe aircraft in the actual application condition is addressed.A hybrid algorithm combining fuzzy neutral network with probability factor(FNNP),multi-level fuzzy comprehensive evaluation and the DempsterShafer(D-S) theory is proposed.This hybrid algorithm constructs a complete process from generating the fuzzy database to the final identification,realizes the identification of friend-or-foe automatically if the training samples or expert’s experience can be obtained,and reduces the effect of uncertainties in the process of identification.At the same time,the whole algorithm can update the identification result with the augment of observations.The performance of the proposed algorithm is assessed by simulations.Results show that the proposed algorithm can successfully deduce the aircraft’s identity even if the observations have measurement errors.     

多空中作战平台协同对抗多目标态势分析方法

为了对多机协同对抗多目标的作战态势进行定量分析,根据多机协同对抗多目标的空战特征,基于神经网络和证据理论,以传感器和武器能力为证据建立敌我双方对抗态势分析识别框架。将学习引入证据合成过程,用神经网络学习对基本可信数修正系数进行优化,使证据合成能够体现证据之间的相干性和主次关系。以无人作战飞机编队对抗敌地对空防御系统为例,对所研究的态势分析方法进行了验证。获得的计算结果与通过策略实际含义分析的结果相一致,具有合理性。     

高频地波雷达飞行目标高度属性判别

高频地波雷达飞行目标高度估计一直是工程上尚未解决的热点问题。然而在实际工程应用中,更加关心的是被探测到的飞行目标是高空还是低空的高度属性问题,而且飞行目标高度属性判别研究比精确估计目标的具体飞行高度更有实际应用意义,且更容易在实际系统中实现。基于上述工程设计思想,提出高频地波雷达飞行目标高/低属性判别工程化方法,首次解决了高频地波雷达飞行目标高度属性判别问题。所提方法利用垂直极化电波在高空和低空高度区域的不同电波传播衰减特性构建高度属性判别算法,不仅判别目标高度属性,而且给出高度属性判别可信度。实测数据处理表明,所提方法能够利用少量观测数据快速判别飞行目标高度属性,可信度达到90%以上。     

长周期DSSS/BPSK 卫星信号载频和功率估计方法

针对长周期扩频卫星信号信噪比低、多普勒影响明显、码周期长等特点，提出了一种长周期直接序列扩频卫星信号载频检测和功率估计方法；分析了所提方法中多普勒频率线性近似对载频估计的影响，并进行了仿真验证。以全球卫星导航系统（Global Positioning System，GPS）星座参数为例，对所提方法进行了仿真，并分析了积分时长对本地频率搜索步长的影响。结果表明，所提方法能够有效抑制多普勒频率的影响，检测下限达到-12 dB。