矢量脱靶量测量系统定位算法研究

提出了一种基于空间目标运动轨迹提取的矢量脱靶量参数估计新方法。该方法利用不同接收天线接收的目标回波信号之间的相位差得到距离差,基于距离差定位方法获得目标运动轨迹的空间定位点序列。通过建立目标运动模型,采用固定区间Kalman平滑滤波的方法获得目标运动的较精确轨迹。利用平滑滤波后的空间位置点,通过对一组线性方程进行求解得到矢量脱靶量参数的估计。仿真结果表明该定位方法可以得到满意的脱靶量估计结果。     

基于多普勒频差的矢量脱靶量参数估计方法

提出了一种基于长基线条件下利用多普勒频差进行矢量脱靶量参数估计的方法。目标多普勒频率是矢量脱靶量参数的非线性函数,对此函数的求解是一个非线性优化过程,对应优化代价函数的估计参数为6维,寻优迭代过程较复杂,且结果受限于优化初值的选取。算法充分利用了目标的连续特性,将此非线性优化过程进行分步伪线性化处理,利用积分多普勒以及距离差定位方法得到参数估计值,并将此估计值作为非线性优化过程的优化初值,快速、准确地得到参数优化估计值。仿真结果表明该方法可以得到高精度的矢量脱靶量估计结果。     

组网雷达系统对于高加速机动目标的精确跟踪研究

针对多基地雷达系统跟踪近距离高加速机动目标的场合,提出了一种并行扩展卡尔曼滤波算法。该算法首先建立起组网雷达群跟踪目标运动形态的观测模型,然后将三维加速度矢量引入到目标的运动模型中,通过并行计算的方式,在对加速度进行合理估计的基础上对量测数据进行卡尔曼滤波跟踪分析,获得目标的精确轨迹。仿真结果表明,该算法不仅能快速精确计算目标的位置和速度,而且具有很好的瞬态特性和稳态特性。     

基于窄脉冲的标量脱靶量测量算法

提出了导弹体目标在匀速直线运动条件下基于窄脉冲的标量脱靶量测量新方法。该方法通过利用脱靶量测量参数的几何关系,将脱靶量测量表示为距离及时间的最小二乘拟合问题,并得出最优估计。通过对雷达系统建模及信号检测与积累等前期处理后的回波数据进行仿真,结果表明该测量方法具有较高的测量精度,可以得到满意的标量脱靶量估计结果。     

一种快速近似无偏的双基阵纯方位目标定位方法

纯方位目标运动分析(TMA)是一种非线性估计问题，对测量方程进行线性化处理后对其运动要素的估计可能会出现发散或偏置现象。利用双基阵所提供的方位量测信息，在测量方程伪线性化后使得均方等效误差期望最小来实现目标运动要素无偏估计，通过仿真说明了利用该方法所得到的位置、速度跟踪误差曲线能很好快速地逼近CRLB，比双基阵EKF滤波器有着更好的收敛速度和跟踪精度，证明了该方法的有效性。     

基于体目标相对稳定散射中心的脱靶量估计方法

主要针对无尾翼导弹弹头类体目标,研究其体目标效应对多普勒雷达脱靶量测量所引入的误差问题,提出了一种适用于该类目标典型散射特性的脱靶量精确测量方法,可用于脱靶量测量的评估。通过对无尾翼导弹弹头目标的体散射特性研究,分析了该类目标散射中心成因及随姿态角变化的影响,找出体目标上相对稳定散射中心,并利用该独立散射中心的多普勒频率曲线估计标量脱靶量,从而有效避免了由体散射效应而造成的多普勒频率估计野值的影响,可获得更为精确的测量结果。最后对所提方法的测量结果进行了仿真验证,证实了该方法的有效性。     

调频步进雷达的目标速度估计方法

针对调频步进雷达目标运动对合成距离像的影响,提出了一种快速的速度估计方法.根据调频步进雷达运动目标的回波特性,首先对压缩后的子脉冲进行包络平移.然后将前后两帧中同一频率的信号进行相关处理,对消相位项中距离信息及距离和速度交叉信息,只保留速度信息.再通过快速傅里叶变换处理,完成速度的快速估计.最后利用估计的速度对回波进行补偿,得到了清晰的一维距离像.仿真结果证明了该方法的有效性.     

高分辨距离像辅助的机动目标跟踪算法

宽带相控阵雷达可以获得高分辨距离像,利用此特征获取目标的姿态角成为了一种可能,基于此提出了一种新的机动目标跟踪算法,充分利用高分辨距离像特征,实时估计目标姿态角,并将姿态角信息融合到雷达的量测方程,本文结合先进的非线性滤波算法,提出了利用姿态角的交互多模型不敏卡尔曼滤波算法。通过计算机仿真表明,利用目标姿态角的机动目标跟踪算法相比传统算法目标跟踪精度(位置精度和速度精度)得到很大提高。同时姿态角误差越小,目标跟踪性能越好。     

基于参数估计的步进频ISAR成像运动补偿方法

分析了基于步进频雷达运动目标的回波信号模型,讨论了目标运动对ISAR成像的影响,针对当目标有速度或加速度时会造成高分辨距离像移位和畸变,并使二维像散焦的情况,提出了一种基于高斯包络线性调频信号自适应分解、高分辨距离像互相关法及多普勒横向像最小熵法的运动补偿算法。该算法利用高斯包络线性调频信号自适应分解得到回波多普勒调频率和目标运动的加速度,通过距离像移动对目标运动速度进行初估计,并用高分辨距离像互相关法及多普勒横向像最小熵准则提高目标速度及加速度的估计精度,然后进行运动补偿。该算法计算量小,估计精度高,仿真结果验证了它补偿效果好,能获得清晰的ISAR像。     

基于视觉序列图像的月球车自运动估计技术

月球车视觉所获得的环境信息是月球车进行导航的重要信息来源，给出了一套利用月球车立体视觉系统所获得的序列图像来估计月球车运动参数的定位方案，并重点解决了后期的定位问题。该方案首先通过特征提取、特征跟踪与特征匹配等图像处理环节建立运动估计所需要的特征匹配点集，然后针对运动参数估计这一难点，利用鲁棒运动估计方法有效消除匹配特征点集中的误匹配，并初步估计月球车运动参数，以此为迭代初值利用Levenberg-Marquardt非线性估计算法精确估计月球车运动参数，最后通过建立运动估计仿真器验证了该运动估计方案的有效性。     

基于控制变量估计的高超声速再入滑翔目标轨迹预测算法

以高超声速再入滑翔目标为研究对象,在对目标机动控制变量进行建模分析的基础上提出了一种轨迹预测算法。首先,基于动力学建模构建了目标跟踪模型,利用气动参数对目标状态向量进行扩维并推导了对应的运动模型。其次,构造了适用于轨迹预测的目标机动控制变量,在不同机动模式下分析了控制变量的变化规律,基于控制变量设计了对应运动方程以及轨迹预测模型。最后,仿真生成了两条轨迹并对所提算法进行了仿真验证,分析了算法性能。仿真结果表明所提轨迹预测算法能够取得较好的预测效果。     

弹载下降段大前斜聚束SAR成像时序设计

提出了一种基于场景点遍历的多普勒带宽计算方法,该方法能得到准确的脉冲重复频率 (pulse repetitionfrequency,PRF)下限值,解决了传统计算方法存在的发射脉冲数过多及PRF参数无法设计的问题,同时解决了雷达方位与俯仰波束宽度不一致时,PRF下限值较难准确计算的问题。构建了基于雷达系统参数和弹载高动态运动特征的PRF参数设计模型,在此基础上提出了通过减小等效斜视角和雷达平台速度的发射脉冲数最小的弹道优化方法。弹道仿真验证了本文方法能较好地满足工程应用中弹载下降段大前斜聚束SAR成像时序设计需要。     

毫米波调频步进雷达复合测速方法

毫米波调频步进体制雷达是一种重要的距离高分辨率雷达,运动补偿是其实现距离高分辨的核心技术。针对调频步进体制雷达的运动补偿问题,提出了三种复合测速方案：脉组间调频步进复合、脉组内调频步进复合及脉冲多普勒与调频步进复合方案,并对这三种方案的可行性和应用场合进行了分析,给出了一种可满足应用条件的复合测速方案,即脉冲多普勒信号与调频步进信号交替发射的复合测速方案,针对该方案给出了具体的参数设计与约束条件。仿真结果表明,该方案测速精度高,抗噪性能好,计算量小。     

机动目标距离徙动校正与检测算法

在机动目标的检测中,目标的速度、加速度会产生距离徙动和多普勒徙动的现象,影响机动目标的积累与检测性能。针对上述问题,提出一种基于频率轴反转变换与广义变尺度傅里叶变换的机动目标检测快速非搜索算法。首先在距离频域-方位时域利用频率轴反转变换校正距离徙动,回波信号变为线性调频信号;接着利用Wigner-Ville分布变换核与广义变尺度傅里叶变换对目标参数进行估计;最后在距离-多普勒域完成目标能量的积累。与现有方法相比,所提方法可以快速校正距离徙动,实现非搜索的目标参数估计,计算复杂度低。仿真实验表明,该方法可有效完成机动目标的检测与参数估计。     

基于模糊推理的机械臂关节轨迹规划

针对冗余空间机械臂关节角速度向量轨迹规划中合理协调多个约束条件的难题,提出了基于模糊推理理论的多约束条件下机械臂关节角速度向量轨迹规划控制算法。将传统的关节角速度向量算法与模糊推理原理有效结合,由模糊推理选定某一时刻需要优化的约束条件,以及对约束条件的执行程度,有效解决了多约束条件下冗余机械臂关节角速度向量轨迹规划的控制问题,数字仿真结果证明了所提算法的有效性。     

基于粒子群算法的新型主动防护系统的拦截效能分析

点对点式拦截来袭目标的拦截概率较低且高度依赖目标探测系统精度和拦截算法解算精度，针对该问题,提出一种新型的主动防护系统拦截来袭目标的方案,即采用姿态可调的牵引体发射网状弹药,形成面对点式的“网”来拦截来袭目标。在分析网状弹药发射方式及拦截来袭目标飞行轨迹的基础上,建立了网状弹药的牵引体的运动模型,将拦截网的运动状态分解至其牵引体的运动状态,以牵引体的空间位置确定拦截网的有效拦截面积,减少了对网姿态计算的复杂性,同时简化高速来袭目标的运动为直线运动。采用遗传算法改进的粒子群算法解决了防护系统的多个发射参数的优化问题,最后采用蒙特卡罗打靶实验方法,仿真分析了影响拦截效能的参数设计问题,为新型主动防护系统的进一步优化设计提供了技术支撑。     

椭圆轨道上目标监测绕飞轨道构型设计与构型保持

重点研究了对椭圆轨道上非合作目标进行长期绕飞监测的相对运动轨道构型设计与构型保持问题。利用轨道要素法建立了适用于目标轨道为椭圆轨道的相对运动模型,推导了以目标为中心的周期性绕飞运动的必要条件,考虑绕飞安全距离约束给出了满足目标监测要求的绕飞轨道设计方法,针对J₂摄动和大气阻力摄动作用对绕飞轨道构型的影响,提出了绕飞轨道构型保持脉冲控制策略,建立了燃料最省构型保持非线性规划模型。仿真结果表明, 所提出的构型设计方法简单有效,适用于对椭圆轨道上目标的绕飞相对运动分析,基于非线性规划方法的构型保持最优控制方法能够有效实现燃料最省绕飞轨道构型保持的高精度控制。     

基于距离徙动轨迹的空间目标ISAR距离对准算法

针对空间目标的运动特征,通过研究目标距离徙动轨迹与等效运动模型,构建了一个欠定的运动方程组,基于全局熵最优化准则求解出目标运动参数,提出了一种全新的距离对准算法。实验结果表明,该算法具有较高的准确性,更重要的是,距离对准过程中不会引入距离像随机偏移误差和高频相位误差,这也是应用大转角高分辨成像方法的前提条件。