改进的基于“当前”统计模型自适应滤波算法及其在航迹预测中的应用

基于"当前"统计模型的模糊自适应(FACS)滤波算法利用机动目标"当前"加速度调整加速度极限值,实现了对一般机动目标的有效预测;但是在预测强机动目标时却存在较大的预测误差。为了解决这一问题,引入强跟踪滤波器(STF),提出了一种新的自适应滤波算法STF-FACS。该算法根据滤波残差实时调整卡尔曼滤波增益,提高了对强机动目标的预测能力;同时保留了FACS算法对于一般机动目标的预测性能。最后,对强机动目标分直线机动和转弯机动,分别进行航迹预测仿真。仿真结果表明,对弱机动目标进行航迹预测时,两种算法的预测效果相当;对强机动目标进行航迹预测时,STF-FACS算法无论是在动态时延和预测精度方面都比FACS算法要好。     

VIIRS白天/夜晚波段数据应用概况

自从环境卫星平台出现以来,在可见光波段,利用日间反射光的测量方法已经成为地球观测辐射仪器的主要方法.在夜晚,这些相同的光学波段的传感器长期被限制在热红外波段,而这些热红外波段,相对于许多的重要天气和气候要素,涵盖的性息太少.自从环境卫星平台出现以来,在可见光波段,利用日间反射光的测量方法已经成为地球观测辐射仪器的主要方法.在夜晚,这些相同的光学波段的传感器长期被限制在热红外波段,而这些热红外波段,相对于许多的重要天气和气候要素,涵盖的性息太少.美国新一代极轨运行环境卫星系统预备卫星NPP上的可见光红外成像辐射仪套件(visible infrared imager radiometer suite,VIIRS)继承发展了美国国防气象卫星(DMSP)的OLS传感器的微光探测能力,提供了夜晚时分可见光和近红外的观测手段,该文简要介绍了VIIRS的白天/夜晚波段(day and night,DNB)数据的微光探测能力和应用概况.     

高红移爆发源作为早期宇宙和第一代天体的探针

伽玛暴是宇宙中最为明亮的爆发现象,由于它们的高光度,人们可探测到发生在极早期宇宙处的伽玛暴.高红移伽玛暴可作为宇宙深处的灯塔,它们是探索早期宇宙性质的理想工具.利用高红移伽玛暴可以限制暗能量和宇宙学参数,测量高红移的恒星形成率,揭示第一代天体的性质,研究宇宙再电离和金属增丰历史.因此,高红移伽玛暴的观测具有重要的科学意义.相比目前的探测卫星,爱因斯坦探针(EP)拥有更高的灵敏度和更宽的观测视场,且主要观测能段为软X射线波段(0.5–4 keV),非常适合高红移伽玛暴的观测.考虑EP的能力和观测模式,并且借助能够很好解释目前Swift卫星的伽玛暴观测样本的理论模型,详细计算了未来EP对高红移伽玛暴的可能探测率.我们预测EP对z6伽玛暴的探测率约为20 events yr~(-1) sr~(-1),对z8伽玛暴的探测率约为6 events yr~(-1) sr~(-1),对z12伽玛暴的探测率约为1 events yr~(-1) sr~(-1).估计在3年的运行时间内,EP将能探测到约65个z6的伽玛暴,其中包括~20个z8的伽玛暴和~3个z12的伽玛暴.总之,EP有望显著提高高红移伽玛暴的观测能力,这些丰富的观测信息将很有可能揭开早期宇宙的部分科学谜团.     

基于“当前”统计模型的模糊自适应航迹预测算法

基本的"当前"统计模型由于其机动加速度极限值固定不变,只能描述机动加速度较大的机动目标。因而基本的"当前"统计模型及其自适应滤波算法(CSAF)对机动性较强目标的预测性能较好,而对机动性较弱目标的预测误差较大。针对这个问题,新算法中设计了一种新的模糊隶属度函数,利用机动目标的"当前"加速度来自适应地调整机动加速度极限值,使"当前"统计模型可以描述具有任意加速度的机动目标。最后,运用该算法和CSAF算法对机动目标进行了航迹预测仿真实验,仿真实验结果表明,无论对于机动性较强的目标还是机动性较弱的目标,新算法的预测性能均优于CSAF算法。     

单标记方法在ψ(3686)重子对衰变中的应用研究

基于BOSS软件框架,利用5.06×10~8ψ(3686)蒙特卡罗样本,对单标记方法与遍举方法在ψ(3686)重子对衰变测量中的应用开展了研究.结果表明在未考虑次级衰变分支比的情况下单标记方法探测效率达到了34.35%,而遍举方法探测效率仅有3.79%.通过对比两种方法得到的探测效率、信噪比、信号事例数等,我们发现单标记方法在粲偶素衰变到重子对末态的测量中具有更大的优势.     

星载空间目标可见光探测系统探测能力研究

衡量星载空间目标可见光探测系统的探测能力的主要技术指标是信噪比。探测系统的信噪比与探测器噪声特性、空间目标光度特性、天空背景特性、目标距离等因素有关。从信噪比的角度出发,根据光度学和辐射度学的基本原理以及CMOS图像探测器的噪声特性,建立了CMOS可见光探测系统的信噪比数学模型,然后根据Johnson法则,得出系统探测距离与系统探测信噪比之间的关系。最后利用MATLAB在可见光500~600 nm谱段对数学模型进行仿真计算,用绘图显示了系统探测能力与系统信噪比、积分时间之间的关系,并在给定参数和条件下算出系统的极限探测距离。推导出的数学模型和计算结果可以为星载空间目标可见光探测系统探测能力的分析和估计提供理论计算方法。     

半导体光放大器交叉增益调制全光波长变换信噪比、误码率与消光比的关系

作者基于对半导体光放大器交叉增益调制(XGM)波长变换的信噪比、误码率与消光比关系的理论研究，导出了信噪比与消光比、误码率与消光比之间的关系。结果表明：(1)在消光比和信噪比的关系曲线中自发辐射对信噪比的影响较大；(2)适当增大变换信号的消光比，可以获得较高的信噪比并可改善输出信号的误码特性；(3)若增加探测光功率则有利于提高信噪比，而不利于提高消光比，因此需要在综合考虑信噪比和消光比的基础上确定探测光功率；(4)不同的探测光波长在消光比与信噪比的关系曲线中，对信噪比的影响不大。     

老年中子星的核闪及宇宙γ爆

本文对老年中子星吸积星际介质而可能产生的核闪作了初步计算,得出可能爆发核闪的条件,对于吸积表层中的富氢层、富氦层、富碳层和富氧层,临界密度分别等于1.7×10~6、6.6×10~8、4.2×10~(10)和2.6×10~(11)克/厘米~3。对于质量M=1M的典型中子星所作的计算表明,在富氢层中爆发一次核闪释放的能量约为10~(41)尔格,相邻两次核闪的时间间隔约为10~3年。这与观测到的宇宙γ爆的某些特征相符。     

空间微小碎片探测器设计

所描述的空间微小碎片探测器采用PVDF压电薄膜作为传感器,所探测的目标为质量分布5×10~(-11)g(直径约3．3μm)～l×10~(-5)g(直径约200μm),速度分布2km/s～15km/s的空间碎片和微流星体,所测量的信息为空间微小碎片的质量、飞行速度和轨道信息以及空间微小碎片时空分布情况。     

血红蛋白在琼脂糖/离子液体/萘酚修饰玻碳电极上的直接电化学研究

以室温离子液体(RTIL)1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([bmim]PF6)与琼脂糖、Nafion相结合,制备一种新型的琼脂糖/离子液体/Nafion复合膜修饰玻碳电极,利用紫外可见光谱、红外光谱和电化学方法等手段对包埋于膜内的血红蛋白(Hb)的性质进行了表征.实验表明,Hb在该修饰电极上具有良好的电化学行为,在8.0×10-7~4.8×10-5mol/L浓度范围内过氧化氢的浓度在该电极上与电化学响应信号成良好的线性关系.信噪比为3时,检测限为1.0×10-7mol/L.     

机载红外烟幕使用方法

烟幕弹作为一种性价比高的装备广泛地应用在地面红外对抗领域.但在空空对抗领域,由于烟幕容易受到高速气流的影响,利用烟幕有效对抗空空红外制导导弹目前还是个难题.把载机、烟幕和导弹作为一个系统,将烟幕弹的发射时机、初始速度大小及方向与载机的规避相结合,利用相对运动的原理实现发射烟幕弹的精确定位,得出烟幕弹的发射方法;充分利用烟幕的遮蔽效应得出载机的机动规避轨迹,并反推出载机的控制率,得出载机的规避方法.从而解决了高速气流对烟幕的影响,得到了机载烟幕弹对红外制导导弹的干扰方法.通过对载机、烟幕、导弹复杂系统的红外对抗仿真,验证了这一干扰方法的可行性,并为机载红外干扰系统的设计及红外对抗战法的制定提供了参考.     

导弹预警卫星的引导能力评价方法

针对导弹预警卫星的预警信息战术应用问题,提出了一种基于助推段观测的弹道导弹轨迹参数误差估计的导弹预警卫星引导能力评价方法。利用数理统计和推理估计方法,建立了导弹预警卫星利用助推段观测的弹道导弹发射点、关机点和落点估计误差计算模型,进而设计了导弹预警卫星对导弹防御系统的目标引导区域增长率计算模型。数值分析实例进一步说明了该方法的有效性。导弹预警卫星的引导能力评价方法可以为导弹防御体系的重要战术和技术参数的设置提供参考。     

基于改进GM(1,1)模型的弹道导弹位置信息预测

针对弹道导弹速度快、雷达反射截面积小,预警雷达很难全程跟踪预警的问题,提出了使用改进的GM(1,1)模型对其位置信息进行预测。从初始序列光滑度、背景值构造方式和初始条件3方面进行综合改进,建立了新的改进模型,明确了建模步骤。仿真结果表明,改进后的模型比传统GM(1,1)模型适用范围更广,精度更高,可以用于弹道导弹的位置信息预测。     

最大熵谱估计在反坦克导弹系统仿真模型验证中的应用

针对反坦克导弹系统动态过程仿真的输出具有短时序、低信噪比的特点,研究了应用最大熵谱估计验证导弹系统仿真模型有效性的方法,并结合某型号反坦克导弹制导系统的仿真数据和理论计算数据给出了最大熵谱估计的应用结果。用最大熵谱估计对仿真模型进行验证可有效地解决导弹系统仿真模型验证过程中的两大难点,即比较判断时要求序列具有独立性问题及短时序、低信噪比信号的高分辨力提取问题。     

基于多视角特征协同融合的红外导引头目标追踪算法

由于非制冷红外热像仪采集的红外图像具有对比度低、纹理模糊的特点,仅仅利用灰度特征很难实现稳定的追踪性能,严重制约复杂环境下武器装备精确打击的能力。在多视角协同学习的基础上,利用脊回归具有解析解的优势,通过最小化类内方差来分析样本之间的类内结构关系,提出一种基于最优间隔分布与多视角特征协同的红外目标跟踪算法,可以同时优化类内间隔方差和类间间隔方差,实现红外目标的实时精确追踪;针对传统模型参数更新适应性不强的问题,引入峰值旁瓣比对跟踪参数进行自适应更新,提升模型的泛化能力。大量定性定量仿真实验结果表明,提出的红外目标追踪算法在目标发生部分遮挡、运动模糊、背景干扰、旋转以及灰度变化等复杂环境下,能够较准确地追踪目标,具有重要的理论和应用研究价值,适合高性能低成本非制冷红外导引头。     

基于雷达导引头角度跟踪特性的战斗机机动控制方法

通过分析导弹导引头角度自动跟踪系统的跟踪特性,明确了跟踪误差产生机理及对跟踪系统的影响,提出了战斗机规避导弹攻击的机动控制目标。以二维平面内导弹攻击为例,建立了导弹与战斗机的相对追逃运动模型。基于动态逆理论,对中断导引头角度跟踪的机动控制方法进行分析,推导了战斗机的规避机动控制律。通过仿真验证了该方法的有效性。     

基于航迹检验的雷达检测前跟踪新算法

针对在低信噪比环境下雷达目标检测的问题,提出了一种基于航迹检验的检测前跟踪方法.该方法利用航迹检验和能量积累检测双重检测方法,在目标运动信息未知的情况下,在多脉冲回波间估计目标运动参数,获取目标航迹并沿着目标航迹的进行非相参积累,有效地积累目标回波能量,改善了积累后的信噪比,提高了检测性能.通过仿真表明,在目标匀速和匀加速运动时,该方法都具有较好的检测性能,与其它检测前跟踪方法相比,该方法鲁棒性更好.     

电视制导武器系统图像跟踪方法研究

为提高电视制导导弹的突防能力和杀伤率,对电视制导图像跟踪方法进行研究。电视制导武器系统是将图像处理、图像跟踪、自动控制和信息科学有机结合,从电视图像信号中提取导弹位置信息并引导导弹击向目标。电视制导系统分为电视指令制导系统和电视寻的制导系统两大类,其图像跟踪方式按照从目标图像中提取目标位置信息的方法可以分为对比度跟踪方式和图像相关跟踪方式。针对目前电视制导图像常用的几种跟踪算法：边缘跟踪法、矩心跟踪法、峰值跟踪以及相关跟踪的绝对差法进行了研究,对提高电视制导导弹的突防能力和杀伤率,具有积极的指导作用。     

提高角误差通道信噪比跟踪技术的研究

在和差法单脉冲跟踪系统中，为了使差通道接收机获得高信噪比的角误差信号，本文提出在天馈系统中应用天线和混合环路新的组合，提高了角误差通道信噪比．它不仅具有单脉冲跟踪技术的特点，由于角误差通道信噪比获得提高，还具有跟踪距离远，角跟踪精度高，工作范围广，抗干扰性强的优点