基于压缩感知的脉冲星轮廓构建算法

利用有限的观测时间获得高精度的累积脉冲轮廓,对于X射线脉冲星导航具有重要意义.提出一种基于压缩感知的脉冲星累积脉冲轮廓重构算法.首先,研究脉冲轮廓,获取先验知识,在此基础上构建波形匹配冗余词典,得到脉冲轮廓的稀疏表示;然后,设计观测矩阵,利用原始观测数据得到具有较少点数的非自适应随机测量值;最后,采用匹配追踪方法从随机测量值中恢复脉冲轮廓.利用罗希X射线探测器的实测脉冲星数据进行实验,结果表明：利用相同时段的观测数据,该算法得到的累积脉冲轮廓的信噪比远高于周期叠加方法得到的累积脉冲轮廓.     

结合灰度熵变换的PCNN小目标图像检测新方法

为了自动地进行小目标图像分割检测,从含单一弱小目标图像的特征出发,提出了一种结合灰度熵变换的脉冲耦合神经网络(PCNN)小目标图像分割检测新方法. 该方法在对有随机噪声和复杂背景图像进行非线性灰度熵变换滤波的基础上,考虑灰度熵值灰度图在满足先验概率目标背景比条件下,选择包含单一小目标局部窗口作为处理图像区域,并在局部最小交叉熵判据下,进行改进型PCNN迭代分割检测处理. 实验结果表明,该方法不仅能可靠地检测出复杂背景及随机噪声干扰下弱小目标,并且在PCNN运行处理过程中,可自动地完成最佳分割检测.     

基于盲压缩感知模型的图像重构方法

为了解决压缩感知重建中噪声引起图像质量明显下降的问题,研究了自适应学习的压缩感知模型,提出了一种盲压缩感知图像重构方法。该方法采用盲压缩感知的稀疏矩阵与稀疏基交替更新的思想,应用了图像冗余变换和初始组合余弦变换基相结合的迭代策略,解决了压缩感知中的稀疏基难于表示的问题,抑制了噪声,提高了图像重构质量。通过实验验证所提方法较基于小波变换的正交匹配追踪方法和全变差方法有明显的噪声抑制功能,且能保持较好的图像纹理信息。     

一种微光子导航源的混沌辨识方法

为了能准确有效地识别微光子导航源的类别,提出了一种微光子导航源的混沌辨识方法.该方法在分析微光子信号特性的基础上应用混沌动力学方程建立微光子导航源的辨识模型,该模型利用了混沌振子对小信号的敏感性以及对噪声的免疫力来检测导航源的信号形式和参数,并通过对信号周期、频率的测量与整定,识别微光子源的特性与类别.通过对脉冲星导航源的实验数据分析,表明该方法可以检测低信噪比的微弱光子脉冲导航源信号,并能有效识别导航源的类别.此外,该方法还能用于其他先进导航系统的信号源频率测量、校准与识别.同时,可以扩展到如雷达多基信号接收及其他低信噪比信号检测和识别等应用领域.     

一种基于小波的Contourlet变换的图像压缩算法

针对JPEG2000图像压缩不能有效地保护图像边缘的局限，提出了一种结合基于小波的Contourlet变换与最优截断嵌入码块编码（EBCOT）的静止图像压缩算法（CEBCOT）．在Contourlet变换中采用小波变换取代拉普拉斯塔式变换获得了非冗余基于小波的Contourlet变换，它通过方向滤波器组把小波变换的高频子带进一步分解为多个方向子带，从而更稀疏地表示了图像的边缘和纹理．CEBCOT采用了改进的EBCOT编码，它依照方向子带大小进行编码块分割，提高了编码性能．实验结果表明，相对于JPEG2000，所提出的算法获得的压缩图像边缘更加清晰，峰值信噪比提高了0．1～0．8dB．     

基于数学形态学的测井曲线的断裂修复

通过扫描获得的测井曲线由于图纸磨损等原因,二值化后会出现断裂,破坏了曲线的连续性和完整性,引起曲线的骨架变形,增加了曲线矢量化的难度.利用数学形态学的理论,根据曲线断裂特点,对矢量化前的测井曲线进行修复,取得了良好的效果.     

脉冲星导航解周期模糊匹配搜索算法

为降低脉冲星导航解周期模糊空间搜索算法的试探次数,提出了一种基于匹配搜索的解模糊方法。先利用3颗脉冲星确定航天器位置,再引入第4颗脉冲星建立一组平面,并通过计算该组平面与航天器位置的最小距离来检验模糊向量。然后给出了点面最小距离、整周期数和相位差的关系,分析了整周期数对点面最小距离的影响。通过建立搜索模板,避免了对试探空间的遍历,降低了试探次数。仿真实验表明,在相同的条件下,算法试探次数较现有算法降低了4个数量级。     

基于脉冲星和双星定位系统的卫星自主定轨

提出了一种利用X射线脉冲星辐射到达时间 (time of arrival, TOA) 测量辅助双星定位系统进行轨道卫星迭代定轨方法,建立了双星可见观测弧段内基于双星距离和观测数据与脉冲星辐射TOA测量的组合量测方程,并应用于EKF(extend Kalman filter),针对几种量测值组合进行了仿真实验。结果表明,在双星覆盖轨道周期内利用脉冲星辅助一颗双星和辅助两颗双星迭代定轨精度分别达到了100 m和50 m水平,而在双星不可见弧段可利用脉冲星进行粗定轨,有效增强了全轨道周期内卫星定轨的自主性。     

一种自适应压缩感知重构算法

为优化稀疏自适应匹配追踪(sparsity adaptive matching pursuit, SAMP)算法的性能,给出了一种修正自适应匹配追踪(modified adaptive matching pursuit, MAMP)算法。该算法采用模糊阈值预选方案,改进了步长选择方法,设置了初次裁剪门限。仿真结果表明,在同等稀疏的条件下实现精确重构,该算法的运算速度较原算法提高了1倍,所需的观测值个数减少了1%,并提高了重构精度。     

基于XPNAV和SINS的容错组合导航系统

提出一种基于脉冲星导航和捷联惯导的容错组合导航系统.捷联惯导具有自主性和不间断性的优点,可弥补脉冲星导航滤波周期较长的缺陷;脉冲星导航的长期稳定度好,可抑制捷联惯导的误差随时间发散.该系统根据轨道动力学模型和SINS估计航天器的状态,利用脉冲星导航的观测量分别修正估计误差,通过相位残差检测天体遮挡等因素引起的故障,利用联邦扩展卡尔曼滤波融合导航信息.仿真实验结果表明:同脉冲星导航方法相比,该方法具有更高的精度和更短的滤波周期,且不受天体遮挡的影响.