基于相对偏心率/轨道倾角矢量的分离模块航天器队形设计方法

分离模块航天器是分布式空间系统的一种创新应用。针对分离模块航天器中伴飞模块经典轨道根数设计的问题,本文从运动学角度出发,给出了基于相对偏心率/轨道倾角矢量的分离模块航天器队形设计方法。在已知主模块经典轨道根数的情况下,通过定义的队形参数可以反算出伴飞模块的经典轨道根数,该方法描述简洁,并且具有很高的精度。最后的仿真结果表明了该方法的有效性。     

磁感应成像测量系统的三维仿真模型

为了获得磁感应成像(MIT)三维正问题的解,基于ANSYS软件建立三维磁感应成像测量系统模型,并采用有限元分析方法进行求解.为了验证有限元方法可靠性,建立了Griffiths系统模型,在这一模型基础上进行了相应仿真试验分析.结果与理论计算值及Griffiths的试验结果一致,证明所提方法适用于求解磁感应成像测量系统三维正问题,为进一步研究MIT反问题及更复杂测量系统的设计提供基础.     

基于双极化毫米波的人体安检成像技术

为了提高人体安检成像中隐藏目标的检测与识别,提出了一种基于双极化合成孔径雷达体制的毫米波成像方法。构建了金属手枪的三维仿真模型,获得了极化回波数据,由后向投影算法进行图像重构,对比分析了单极化和双极化成像结果。基于仿真模型构建了一套工作频率为31～34 GHz,64路发射通道、64路接收通道、方位分辨率为5 mm的双极化人体安检成像系统,模拟人体安检场景进行了成像试验,获得相应的成像结果,验证了方法的有效性。     

三维激光成像探测系统建模与仿真

 激光成像探测系统仿真是评估现有激光成像系统的性能及开发新型激光成像探测技术的有效手段。研究激光脉冲回波信号特性并建立数学模型是应用回波信号检测技术处理回波,进行激光成像系统仿真的关键。为此以激光发射脉冲模型为基础对激光脉冲回波信号的建模过程和基于单位冲激响应的目标散射特性建模方法作了详尽的推导和描述,并建立检测算法模型,最后依据目标成像模板采用单元回波探测线阵化方式进行了推帚式三维激光成像仿真。结果表明,该仿真系统可实现不同探测条件下线阵推帚式激光成像的有效仿真。     

线阵扫描式激光成像探测系统建模与仿真

以激光成像引信为应用背景,在分析线阵扫描成像探测机理的基础上,建立了激光分束发射脉冲、线阵探测元接收回波信号及其检测算法、目标反射特性和大气传输效应模型,给出了固定成像视窗线阵扫描成像仿真方法.通过设置弹目交会以及各模型参数,以坦克目标为例进行了系统成像仿真.结果表明,仿真系统能够对线阵扫描成像方式进行有效模拟,生成目标的距离和强度激光仿真图像,并对影响成像效果的因素进行分析.     

基于脉冲涡流磁场梯度检测的多层金属结构层间腐蚀缺陷成像

多层金属结构常见于大型、复杂装备中,由于其恶劣的服役环境结构层间易出现腐蚀缺陷,严重影响在役装备结构的质量与安全。本研究通过仿真和试验研究,探究了脉冲涡流磁场梯度检测方法在多层金属结构层间腐蚀缺陷成像中的实现手段及优势性。建立了脉冲涡流磁场梯度检测的三维有限元模型,仿真分析了脉冲涡流磁场梯度检测方法在多层金属结构层间腐蚀缺陷成像中的有效性和优势性。搭建了脉冲涡流磁场梯度检测试验系统,对仿真结果进行了验证。研究结果表明脉冲涡流磁场梯度检测方法可对多层金属结构层间腐蚀缺陷进行高精度成像。     

像管动态成像过程的计算机模拟仿真

模拟像管的动态成像过程．根据线性滤波理论和传递函数理论计算分析光电成像系统整体的成像特性．基于成像过程的滤波理论和像管动态传递函数数学模型，编制了像管动态成像过程的计算机数字模拟仿真程序，以成像方式给出了像管动态成像过程的计算机模拟仿真结果．证明了用计算机模拟仿真光电成像系统的可行性，所建立的像管的动态模型可以较好地模拟像管的动态成像．     

基于伴飞模式的异面星座补给轨道优化

伴飞模式的卫星燃料补给设想突破了传统的基于交会对接技术的单一燃料补给模式,给未来空间在轨燃料补给提供了新的思路.为了解决基于伴飞模式的异面星座燃料补给的规划问题,本文首先找出停泊轨道到工作星轨道的能量最优的转移轨道;其次通过对补给星机动过程中所需速度增量的分析,认为可以通过求解TSP问题来获得最优的补给顺序;然后针对伴飞补给过程中燃料消耗函数多参数、单目标的特点,结合理想火箭动力学方程,利用带约束的遗传算法,进一步对补给轨道进行了优化求解;最后,通过具体的数值仿真,验证了此优化的可行性与有效性.     

SAR实时成像系统的快速定点仿真验证技术

SAR实时成像处理系统的定点化优化能够减小系统存储规模、提高系统运算速度,是降低系统功耗、减小系统规模、提高实时性的有效方法.本文以CS成像算法为例,分析并统计了算法的运算量,针对其核心运算--FFT进行了定点化优化,选择基-22FFT算法,设计了合理的定标策略.采用SystemC语言对整个SAR成像系统进行了系统级快速仿真和验证,真实模拟了FPGA系统的实现结果.对16 384×16 384大小的点阵数据和面目标数据采用24 bits的字长进行了成像仿真,仿真结果满足系统指标要求.      

红外成像制导子弹弹道及视景仿真研究

分析了目前红外成像制导的视景仿真任务以及广泛采用的软件,决定使用卫星工具软件（STK）进行视景仿真。搭建红外成像制导子弹的数字仿真系统,进行六自由度全弹道仿真,再现红外成像制导子弹飞行的弹道特性。并且进行了红外成像制导子弹的视景仿真,再次验证了六自由度弹道仿真的结果。为了将红外成像制导子弹数字仿真结果直观的显示出来,有必要开发逼真的实时视景仿真软件,将飞行过程及飞行环境实时表现为可感受的虚拟场景和特效,以利于仿真人员直观快捷的对仿真结果进行分析、评判和决策。     

基于惯导系统的多接收子阵SAS运动补偿

建立了利用惯导系统解算运动误差的通用模型,提出了在非停走停模式下的多接收子阵合成孔径声呐逐点运动补偿算法,解决了惯导系统数据与SAS数据融合问题.通过仿真分析了进动误差、侧摆与升沉误差和角度误差三类运动误差对成像质量的影响.对海试试验数据的成像处理表明:采用本文算法可有效改善成像质量,从而验证了提出的运动误差解算方法与运动补偿算法的有效性.     

数字化ECT成像系统

基于电容敏感原理设计的数字化电容层析成像系统,利用有限元法,分析了阵列电极结构对敏感场分布的影响,通过优化设计和仿真试验,改善了敏感场分布的均匀性;构建了以DSP为核心、FPGA协同工作的12电极的数字化ECT系统,提出了由离线预迭代和在线一步成像所构成的新的图像重建算法——预迭代法,其成像速度及精度均明显提高．     

基于Vega的某凝视型红外热成像系统仿真研究

基于Vega软件的红外仿真模块,结合凝视型热成像系统的具体成像原理,介绍了红外仿真的基本思路,分析了SensorWorks模块的理论基础,把模块模型分解为调制传递函数模型和噪声模型;给出了具体的仿真结果.     

水下光电成像系统计算机仿真

为进行水下目标探测,该文针对Jaffe模型的不足,利用小角度近似原理,建立了水下光电成像系统的理论模型。考虑散射光的影响,给出了给定距离处的水下成像面各像素的信号辐射量的计算方法和对比度模型。对常规激光助视水下成像探测系统进行了仿真,研究了光源系统和接受系统的距离与成像对比度的关系。与Jaffe模型相比,该文所建模型中变量的物理意义更加明确,而仿真结果与其类似,证明该文所述方法的正确性。     

高速俯冲SAR多模式实时信号处理系统

针对高速俯冲SAR多模式实时信号处理系统的特殊性,提出了一种设计与实现方案.对高速俯冲SAR应用背景及工作模式进行介绍,并说明了本系统所使用的SAR成像算法.在此基础上,提出了可包容单通道多子图的扫描SAR处理和三通道单脉冲处理的系统架构设计方法,并对其中的关键技术如原始数据流方式、高效率数据共享方法、快速模式切换方法和低功耗休眠功能进行具体描述.挂飞试验的实时处理结果验证了本系统的正确性和有效性.     

分布式雷达稀疏成像的重构特性与布站优化

从分布式雷达稀疏成像角度分析了目标稀疏重构性能与分布式雷达收发布站之间的关系.在建立分布式雷达稀疏成像模型的基础上,推导了重构矩阵互相关系数与分布式雷达系统参数的关系式,并指出在给定系统参数和成像场景划分方式下,互相关系数仅与各收发站的单位指向矢量有关.据此,以最小化互相关系数为目标函数,对雷达布站进行了优化布局,并通过仿真试验对重构性能的改善进行了验证.     

导弹挂飞应力天平测力系统设计

依据应变天平特点,从导弹挂飞特性出发,设计导弹挂飞测力系统并初步校验其准确性。试验数据证明系统准确、可靠,为实际挂飞状态下测量导弹载荷及舵面载荷的提供了物质条件。     

声光可调滤波器成像光谱仪后置成像系统设计

为进一步提高声光可调滤波器(acousto-optic tunable filter,AOTF)成像光谱仪的结构紧凑度,同时保证高成像质量,针对光谱仪成像系统的整体方案,设计了一种对称式、双远心结构的后置成像系统。仿真结果表明,该成像系统的物像共轭距可达到100 mm,在空间频率为40 lp/mm时,调制传递函数平均值为0.5,成像质量满足拟研制的AOTF成像光谱仪的设计要求。     

星载合成孔径雷达系统仿真研究

论文在研究星载SAR原理和工作过程的基础上,提出了一种星载SAR系统数值仿真模型。模型充分考虑了卫星轨道参数,平台姿态参数,SAR传感器参数,目标特性、位置及运动,实现对星载SAR成像全过程的模拟仿真。并通过计算机仿真验证了模型的正确性。该模型可用于对各种SAR卫星成像能力及其处理的仿真。     

厚凸透镜成像仿真模型的设计

厚凸透镜是由两个折射面形成的有一定厚度的光学透明体,文章利用软件技术对厚透镜成像进行了数字化设计,建立了开发该模型的数学模型,并对核心模块进行了程序开发,创建了一个可以交互控制的厚凸透镜成像仿真模型,该模型能在系统参数改变的情况下很好地仿真模拟厚凸透镜的成像．