基于阵列虚拟平移的快速解相干幂代算法

为了解决相干信源的测向与跟踪问题,提出了一种基于阵列虚拟平移的快速解相干幂迭代算法。算法把阵列虚拟平移和幂迭代方法相结合,对数据协方差矩阵进行了重构,在不损失阵列孔径的情况下较好地实现了解相干处理,使直线阵可估计的相干信源数目达到了M-1个。避免了特征值分解和一维谱峰搜索,算法的收敛速度快,运算量小,算法同样适用于均匀圆阵。通过仿真实验,验证了算法的有效性。     

基于虚拟阵列扩展的改进加权空间平滑算法

针对相干信源的波达方向(direction of arrival, DOA)估计问题, 传统的空间平滑算法通过减小阵列孔径来解相干, 导致估计精度降低。本文以相干分布源为研究对象, 首先通过扩展共轭虚拟阵列增大阵列孔径, 使用Toeplitz算法进行预估计, 根据预估计值构建加权矩阵, 通过二次加权空间平滑恢复协方差矩阵的秩, 消除信号的相干性, 结合传播因子算法估计得到目标信源的入射角度。该算法充分利用子阵输出的自相关和互相关信息, 改善了阵列孔径带来的精度影响。仿真结果表明, 所提算法对相干信源具有良好的分辨能力和估计精度, 在低信噪比时鲁棒性较好。     

一种新的基于Krylov子空间的快速子空间分解

快速有效地进行子空间分解是子空间类算法走向工程应用的关键。提出了一种新的期望信号的选择方法,并证明了在空时白噪声条件下由观测信号的协方差矩阵及观测信号与期望信号的互相关矢量构成的Krylov子空间等价于信号子空间,从而可以通过多级维纳滤波方法计算Krylov子空间的基来实现信号子空间的快速估计。由仿真实验可以看出所提出的方法能够快速有效地实现子空间分解,尤其在低信噪比下仍然具有较高的性能。     

基于战争空间的虚拟社会环境建模技术研究

首先针对在战争模拟中对战场环境描述较多,而对社会环境描述较少的现状,提出了构建基于战争空间虚拟社会环境的重要性和迫切性.然后给出了虚拟社会环境构建的总体设计方案,最后分别对其中的数字仿真模型和视景仿真模型进行了探讨.     

虚拟作战空间环境及其数据描述与交换方法研究

虚拟作战空间环境(又称数字化作战空间环境)是重点研究对战争有重要影响的大气、海洋和太空环境现象变化规律和效应的建模与表现及其数字化产品制作的新技术领域.简述了作战空间环境的概念及其对战争的影响,虚拟作战空阃环境的概念及其技术挑战;探讨了SEDRIS(综合环境数据描述与交换标准)在构建虚拟作战空问环境中的应用问题;以气象要素为例,阐述了基于SEDRIS标准对自然现象要素进行建模、仿真与可视化,以及自然现象要素与三雏战场场景的合成方法.     

空间探测相控阵雷达系统中的任务规划算法

针对空间探测相控阵雷达系统,提出了一种观测任务规划算法。首先,建立了观测任务模型和观测任务资源占用模型;其次提出一种多任务并行截止期越早越优先(multi-task parallel earliest deadline first,MTPEDF)调度算法来解决观测任务规划,该算法综合考虑雷达的搜索任务与跟踪任务来进行系统资源的分配。对于跟踪任务,算法结合目标的过境时间以及当前系统的负载情况,以此来确定雷达对该目标的观测时间段;最后给出了算法的评估方法。利用在轨的2 886个空间目标进行仿真验证,仿真结果表明算法可以较好地利用系统时间资源,合理安排雷达观测任务。     

虚拟技术在空间交会仿真中的应用

虚拟现实技术近年来在国际上得到迅速发展。本文具体讨论应用虚拟现实技术在空间交会对拉仿真中的应用，虚拟交会牟接仿真器具有设备简单，投资少，逼真度高，功能全等特点，是一项值得在仿真方面推广应用的技术。     

分布式虚拟战场中的合成环境生成技术研究

合成环境(Synthetic Environment)是虚拟战场环境的至关重要的组成部分。该文首先对合成环境的现状进行了分析；然后在对合成环境数据描述和交换规范(SEDRIS)介绍的基础上，指出合成环境应由基本环境层、描述环境层和特殊环境层等部分组成。据此，提出了一种基于分布式虚拟战场环境需求的合成环境生成技术概念框架，并给出了基于此概念框架的一个初步实现。     

白天空间目标可见光探测仿真研究

为了仿真研究白天对空间目标可见光探测相关技术,基于STK/X的相关技术和对大气辐射计算程序MONTRAN的整合,设计了白天空间目标可见光探测仿真平台,完成了目标亮度、目标轨道、大气和地面探测系统模型的建立和实现。以对某目标白天在长沙地区过境探测为例,估算了在一定角度下为了达到探测目的,探测系统消除杂光能力的大小要求,仿真分析结果与实际情况基本一致,表明仿真平台的有效性。通过该仿真平台的建立,为进一步研究白天对空间目标的可见光探测技术提供了帮助,为探测系统相关指标的设计提供了理论依据。     

一种虚拟实景空间的自动生成系统

虚拟实景空间是以实景图像为素材构造出的虚拟空间,它由多视点空间按一定的组织策略构成。视点空间是某一视点处,用户所观察到的全局场景。首先介绍了虚拟实景空间的概念和模型,然后探讨了由多视点空间构造虚拟实景空间的方法,最后设计并实现了一种虚拟实景空间的自动生成系统。     

Study on the long-distance target apperception techniques for underwater vehicles

The limited physical size for autonomous underwater vehicles (AUV)or unmanned underwater vehicles (UUV)makes it difficult to acquire enough space gain for localizing long-distance targets.A new technique about long-distance target apperception with passive synthetic aperture array for underwater vehicles is presented.First,a synthetic aperture-processing algorithm based on the FFT transform in the beam space(BSSAP)is introduced.Then,the study on the flank array passive long-distance apperception techniques in the frequency scope of 11-18 kHz is implemented from the view of improving array gains,detection probability and augmenting detected range under a certain sea environment.The results show that the BSSAP algorithm can extend the aperture effectively and improve detection probability.Because of the augment of the transmission loss,the detected range has the trend of decline with the increase of frequency under the same target source level.The synthesized array could improve the space gain by nearly 7 dB and SNR is increased by about 5 dB.The detected range is enhanced to nearly 2 km under the condition of 108-118 dB of the target source level for AUV system in measurement interval of nearly 1 s.     

天基稀疏阵运动目标检测模糊

针对利用天基稀疏孔径实现地面运动目标指示时带来运动目标检测模糊的问题,分析了稀疏阵产生运动检测模糊的机理,研究了利用频率正交信号解模糊的方法,从理论上推导了解模糊对信号频率的约束条件,提出了稳健、有效的解模糊方法——二级检测法。仿真结果验证了理论分析的正确性和解模糊方法的有效性。     

机载SAR实时多普勒中心估计原理及硬件实现

针对机载SAR多普勒中心实时估计问题,提出了基于相关函数算法的实现方案,分析了影响估计精度的因素。该算法通过计算回波信号的方位向自相关函数来得到多普勒中心值,避免了对回波信号功率谱的计算,显著降低了运算量。该方案对不同距离子条带的数据进行估计,获得了多普勒中心在测绘带内的变化情况。给出了基于TI TMS320C6415芯片的硬件实现方法,对实际探测数据的估计结果表明该方案满足了精确度和实时性要求。     

基于SAFT的超声波无损检测时域方法

合成孔径聚焦(SAFT)超声成像是无损检测领域的一项重要技术,具有方位向分辨率高、不受近场区限制等众多优点,适合于超声波工业探伤仪的研发。该技术分时域和频域两种。根据费马定律(Fermat’s Principle),导出了一个计算折射点的解析计算公式,避免了用数值迭代方法求解非线性方程组的困难;采用基于DAS(Delay-And-Sum)的时域SAFT技术,对液浸式超声波检测算法中的有效长度的计算进行了深入研究,使之能够适应多层介质的液浸式超声波快速无损检测的要求;在此基础上,开发出了能适用于液浸法检测表面形状和内部缺陷的无损探测系统软件,能够达到较高的检测精确度和计算速度。     

基于Wishart距离和超像素的极化SAR图像车辆检测

针对极化合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)在城市区域复杂地物条件下的密集车辆目标检测问题, 提出了一种结合超像素分割和Wishart分类器的非监督目标检测方法。首先,根据不同地物的极化散射特征检测出建筑物。然后,利用不包含建筑物的Wishart分类器和超像素分割获得目标的形态信息。接着,利用包含建筑物的Wishart分类器获得目标中心点。最后,通过区域生长对二者进行信息融合并完成目标检测任务。基于X波段的机载极化SAR数据表明, 所提算法不仅可以对密集目标进行区分和定位, 并且目标形态保持完整; 相比于传统方法, 目标检测与虚警鉴别性能得到较大提升。     

基于卷积神经网络与注意力机制的SAR图像飞机检测

在合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)图像应用领域, 对SAR图像中飞机目标的检测备受关注。针对现有检测算法模型运算复杂度高、检测性能较低的问题, 提出一种基于深度可分离卷积神经网络与注意力机制的SAR图像飞机检测算法。首先使用深度可分离卷积神经网络提取图像特征, 同时在网络中引入逆残差块, 以有效防止通道数压缩引起的特征信息丢失问题; 其次在网络中引入多尺度空洞卷积—空间注意力模块和全局上下文通道注意力模块, 通过重新分配显著区域和各特征图更有代表性的权值, 以更好地捕捉空间有效信息和通道间语义相关性, 提高模型特征表达能力; 最后在SAR飞机数据集(SAR aircraft dataset, SAD)上进行对比实验验证。实验结果表明, 所提算法具有更好的检测效果, 平均准确率达到86.3%, 检测速度达到22.4 fps/s。     

SAR image despeckling based on edge detection and nonsubsampled second generation bandelets

To preserve the sharp features and details of the synthetic aperture radar (SAR) image effectively when despeckling, a despeckling algorithm with edge detection in nonsubsampled second generation bandelet transform (NSBT) domain is proposed. First, the Canny operator is utilized to detect and remove edges from the SAR image. Then the NSBT which has an optimal approximation to the edges of images and a hard thresholding rule are used to approximate the details while despeckling the edge-removed image. Finally, the removed edges are added to the reconstructed image. As the edges are detected and protected, and the NSBT is used, the proposed algorithm reaches the state-of-the-art effect which realizes both despeckling and preserving edges and details simultaneously. Experimental results show that both the subjective visual effect and the mainly objective performance indexes of the proposed algorithm outperform that of both Bayesian wavelet shrinkage with edge detection and Bayesian least square-Ganssian scale mixture (BLS-GSM).     

联合变化检测与子带对消技术的SAR图像干扰抑制方法

子带对消(subband spectral cancellation, SSC)法是一种有效的合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)射频干扰(radio frequency interference, RFI)抑制方法, 但其在消除干扰的同时容易损失图像细节信息, 影响后续图像解译。为此, 在SSC方法的基础上, 联合变化检测技术, 提出一种改进的SAR图像干扰抑制方法。根据改进的对数比变化检测算子, 所提方法实现了干扰二次检测, 消除了干扰图像中的虚警信息, 避免了图像中有用信号的损失。基于欧空局Sentinel-1A卫星干涉宽幅模式受干扰SAR图像, 开展了干扰抑制与效果评估。实验结果表明, 所提方法能够在有效抑制干扰的同时尽可能保留SAR图像细节信息, 证明了所提方法的有效性。     

环境特征与散射特性融合的PolSAR飞机目标检测

针对复杂场景下极化合成孔径雷达(polarimetric synthetic aperture radar, PolSAR)图像飞机目标检测问题,提出了一种融合目标环境特征与散射特性的PolSAR飞机目标检测方法。首先,利用极化白化滤波(polarimetric whitening filter, PWF)图提取疑似飞机目标,将疑似飞机目标转换成超像素得到混合图像。然后,经极化分解与分类构造一个新的环境特征,并与散射特性融合得到飞机目标检测特征,通过阈值判别检测出飞机目标。最后,使用AIRSAR和UAVSAR系统采集的实测数据进行实验,并与其他检测方法进行对比。结果表明,所提方法产生的虚警和漏警较已有方法有所改善,检测结果更好。     

环境特征与散射特性融合的PolSAR飞机目标检测

针对复杂场景下极化合成孔径雷达(polarimetric synthetic aperture radar, PolSAR)图像飞机目标检测问题,提出了一种融合目标环境特征与散射特性的PolSAR飞机目标检测方法。首先,利用极化白化滤波(polarimetric whitening filter, PWF)图提取疑似飞机目标,将疑似飞机目标转换成超像素得到混合图像。然后,经极化分解与分类构造一个新的环境特征,并与散射特性融合得到飞机目标检测特征,通过阈值判别检测出飞机目标。最后,使用AIRSAR和UAVSAR系统采集的实测数据进行实验,并与其他检测方法进行对比。结果表明,所提方法产生的虚警和漏警较已有方法有所改善,检测结果更好。