小型无线电方位跟踪系统的研制

本文阐述了用小型无线电方位跟踪系统来测定运动目标方位的基本方法和原理,着重分析了其中的天线系统的工作原理,结构设计及方向性图测试中的问题。所研制的系统的特点是结构新颖,使用方便,灵敏度高,测向精度为±0.5度,满足实际使用要求。     

目标飞行不变量和方位支援的仰角参数估计方法

针对单站观测系统的目标角度跟踪问题,提出了一种基于单站目标飞行平面的二面角不变量和方位序列支援的仰角参数估计方法。根据推导出的二面角关系,利用纯方位序列计算出目标在平面上投影的航向角,可方便地解出目标运动平面的水平补角和二面角,最后给出目标仰角序列的预测公式并分析了方位噪声对仰角误差的影响。该方法较好地解决了单站纯角度观测的非线性问题。仿真实验表明：估计的目标运动的不变参数效果好,仰角预测序列精度高。     

严重方位模糊下的合成孔径雷达微弱运动目标聚焦与参数估计方法

针对现有运动目标聚焦方法存在的对多普勒模糊敏感、信噪比要求高、不能较好地实现无模糊运动参数估计的问题,提出一种严重方位模糊下的合成孔径雷达微弱运动目标聚焦与参数估计方法。首先,构造方位谱压缩函数压缩目标方位谱带宽;其次,应用二阶Keystone变换补偿距离弯曲;随后,通过所构造的距离走动补偿函数与吕氏分布变换(LVD)完成剩余距离徙动和多普勒徙动的补偿,进而实现目标能量聚焦;最后,结合参数粗估计结果,设计一种LVD域的无模糊参数精估计准则。仿真结果表明:该方法不受方位多普勒谱分裂与LVD域多普勒模糊的影响,具有较强的抗噪性,与Radon分数阶傅里叶变换的方法和基于非线性变换的方法相比,信噪比损失分别降低了约2 dB和15 dB。     

机载广域监视SAR地面运动目标检测和参数估计方法

提出了一种机载广域监视SAR地面运动目标检测和参数估计方法.首先,基于斜视SAR的空间几何模型推导了地面运动目标成像的特征,得出运动目标不仅在方位向发生偏移,而且在距离向也会产生位移;然后,利用子孔径方法实现杂波抑制和运动目标的检测;最后,提出了广域监视SAR模式下运动目标的参数估计方法,并得到了该模式下运动目标的成像轨迹.计算机仿真验证了本文提出的机载广域监视SAR系统可以实现运动目标的检测和目标运动轨迹的形成.     

用多方位-距离滤波法解纯方位定位问题

通过预估初距，将距离、方位滤波法应用于纯方位单目标定位问题，利用二乘滤波原理建立了多方位—距离滤波法应用于观测器方位序列估计目标运动参数的数学模型，给出并严格证明了方位与初距的变化规律，为建立快速、实用的可视化多模型法奠定了理论基础。     

用Kalman滤波改进的背景建模红外运动目标检测

针对运动目标检测中的背景重建问题,提出一种用Kalman滤波理论改进混合高斯背景模型的建模方法,进行背景图像的重建和更新.把当前帧目标图像与背景图像进行差分运算,检测出运动目标.通过红外图像库中标准数据集的测试,实验结果验证了该方法应用于红外图像运动目标检测的有效性.     

UKF算法在纯方位目标运动分析中的应用

针对传统算法在解决纯方位目标运动分析时存在的有偏、收敛速度慢或发散等不足,该文将无味卡尔曼滤波(UKF)算法应用到纯方位目标运动分析中.由于UKF在处理非线性问题时表现良好,以及不需要计算Jacobian矩阵或Hessian矩阵,实现起来比较方便.根据无味变换的基本原理给出了滤波过程的具体计算步骤并进行了仿真计算.理论分析和仿真结果表明,UKF的性能相当于二阶高斯滤波器,它在纯方位目标运动分析中的滤波精度、稳定性和收敛时间都优于传统算法.     

可控平滑滤波在解算目标运动要素中的应用

在对目标方位序列进行最小二乘平滑滤波的基础上，找出了平滑时间间隔与平滑精度的规律，探讨了可控平滑滤波在解算目标运动要素的应用，并以实例验证了该方法的有效性。     

基于推广Kalman滤波的机载无源定位改进算法

研究空中运动观测平台对地面辐射源目标的纯方位信息定位算法,提出改进的二阶EKF定位算法以提高定位估计精度.用推广Kalman滤波算法代替传统的最小二乘定位算法.充分利用观测平台的运动信息建立了可观测的观测方程,并采用二阶EKF算法解决了在观测误差较大的情况下导致的非线性误差较大的问题.采用Monte Carlo仿真比较LS,EKF和二阶EKF 3种方法的性能.证明用这种方法可以达到更好的估计精度,能够将目标位置定位在更小的概率椭圆内.概率误差椭圆缩小了30%.     

机载三维纯方位无源定位的可观测性

纯方位系统的可观测性,是指系统在纯方位观察条件下,能唯一的求解目标的运动参数。针对三维空间作匀速直线运动的目标,首先建立了观测器与目标之间的矢量图形以及矢量方程;并通过解矢量方程转化为对观测矩阵的分析,最后利用克莱姆法则以及矩阵秩的概念对纯方位系统跟踪的可观测性问题进行了讨论,得到了观测器在匀速直线运动以及匀加速直线运动情况下的观测性结论:匀速直线运动观测器的观测指数恒为常数,目标是不可观测的;匀加速直线运动观测器的观测指数非常数时,目标是可观测的。文中采用的研究方法在机载纯方位目标运动状态的观测性分析中是可行的,对观测载机优化轨迹的生成具有一定的指导意义。     

船舶交通管理系统模拟器雷达信号源的设计

介绍基于PC机的雷达信号源的设计，该信号源利用程序产生雷达运动目标，并可对运动目标进行操纵和编辑，通过接口电路将运动目标的数据转换为雷达信号，包括触发脉冲、方位脉冲、正北标志及视频脉冲信号，触发脉冲周期和方位脉冲个数可通过程序，触发脉冲、正北标志脉冲及视频脉冲宽度可以调整，极性可以选择，利用FIFO（先进先出移位寄存器）做为接口板的目标数据存储器，使得接口电路大大简化。该信号源可以为船舶交通管理系统模拟器和ARPA模型器提供运动目标。     

平面比例导航全向发射问题的分析

前言导弹拦截活动目标的发射问题是个重要问题,为了争取战机,提出全向发射问题。所谓全向发射,一般包含着两个方面的内容:一是导弹在运动平面π上相对目标的任何方位θ_0处都可发射,而且都能命中目标的问题,亦是任何相对方位θ_0都落入可攻击区内的问题。一是导弹位于与攻击区内任一点θ_0处的发射角区问题。本文利用作者的《平面比例导航理想运动方程的定性分析》一文的结论和方法,对平面比例导航全向发射问题进行了分析,得到的结论是:当 P>1,kp>1,导弹位于相对目标的任何方位θ_0处,以一、四象限中的某个发射角区的γ_0发射,都可命中目标。     

图像目标的矩特征量的照度不变性

在运动目标识别中,需要提取与目标远近、方位,照度、投影等变化不敏感的特征量。不变矩组对于目标平移、旋转和尺度变化不敏感,因此可以用不变矩组外加一些辅助特征来进行运动目标识别.本文研究了数字图像目标的不变矩组特征量经适当修改后,可以使其对目标平移、旋转和环境中的光照强度不敏感.这是对矩不变理论在模式识别应用中的一个重要补充,文章最后给出了修改前后两组公式的适用范围和实验结果。     

稀疏微波成像信号处理方法研究

主要围绕该研究关键科学问题"稀疏微波成像非模糊重建"展开研究,结合稀疏微波成像体制,研究多维度稀疏信号特征信息挖掘方法,提出稀疏微波成像距离多普勒二维解耦成像重建算子,建立稀疏微波成像重构算法,实现微波成像大数据量的快速求解。主要研究内容包括:基于稀疏优化的空时频域先验信息挖掘方法、稀疏微波成像非模糊重建理论和方法、非理想运动平台稀疏微波成像处理和稀疏微波成像快速算法研究。主要工作进展包括:(1)基于目标在空间的稀疏表征,揭示观测对象在空间维度的先验信息调制机理,实现短孔径下的方位高分辨成像。(2)进行了稀疏步进频率雷达成像体制设计和高分辨成像算法研究,有效降低步进频率雷达的回波数据量和外界干扰的概率。(3)基于稀疏孔径数据,揭示观测对象在方位时间维度的先验信息调制机理,展开了方位孔径稀疏采样的雷达体制设计和高分辨成像算法研究。(4)提出了一种基于稀疏表征的自聚焦算法,研究了存在运动误差下的稀疏微波成像非模糊重建算法,完善了可嵌入运动补偿的稀疏微波成像处理框架。(5)展开了宽幅海洋多舰船目标高分辨成像的体制设计和算法研究,提出了一种单天线体制下的Fast-Scan SAR海洋多舰船成像算法,并完善了稀疏微波成像非模糊重建理论框架和方法体系。(6)展开了稀疏采样体制下的运动目标检测和成像算法研究。通过方位稀疏采样方式优化设计,基于运动目标先验信息挖掘技术研究,利用稀疏信号处理算法实现运动目标的高分辨非模糊重建。     

弹目相对方位的图像与陀螺组合测量方法

针对现有修正弹药中弹目相对方位探测精度较低的不足,该文结合图像敏感器（CCD）和微机电陀螺（MEMS）的特点,设计了利用CCD与MEMS陀螺组合测量弹目相对方位的方法。该方法以弹丸姿态运动方程为基础,根据弹丸全弹道下CCD的成像轨迹和MEMS陀螺测得的弹丸姿态角,计算得到了弹目相对方位参数。计算机仿真和转台试验结果表明,该方法能够较准确地测量弹丸与目标的相对方位,精度可达±0．4°。     

基于非接触摄影测量的拉索索力测试

开展了基于运动目标图像跟踪法的拉索索力测试研究.在拉索上布置目标测点,用摄像机获取单个及多个目标的振动图像序列,利用背景差分法进行运动目标检测,基于卡尔曼滤波法对运动目标进行跟踪,获得拉索多个目标测点的振动位移时程曲线,进而利用频率法求解拉索索力.实验结果表明,与加速度传感器的结果相比,摄影测量法测试结果可信,是基于频率的拉索索力测试方法的有效发展与补充.     

基于稀疏阵列和压缩感知理论的艇载雷达运动目标成像研究

为了解决稀疏阵列艇载雷达运动目标成像问题,提出了基于稀疏阵列和压缩感知理论的运动目标成像方法,该方法对采用传统MTI进行杂波抑制后的信号,在距离向采用脉冲压缩处理方式,在方位向根据稀疏阵列构型和脉冲压缩后信号形式,构造基矩阵,利用压缩感知理论对目标进行重建,避免了稀疏阵列旁瓣和积分旁瓣比较高的问题.仿真结果表明了该方法的有效性.     

基于运动补偿的机载MIMO-SAR高分辨成像算法

机载多发多收合成孔径雷达(MIMO-SAR)可以实现高分辨成像,但不可避免的存在运动误差补偿的问题。对多子带并发的机载MIMO-SAR系统进行研究,首先建立并分析了MIMO-SAR运动误差模型;然后提出了一种扩展的MIMO-SAR运动补偿距离徙动算法(RMA),通过改进的Stolt映射将距离徙动校正与方位向聚焦分开,并结合两步运动补偿技术对MIMO-SAR回波数据的运动误差进行校正,消除了运动误差带来的影响;最后在空频域对各子带信号进行带宽合成实现了距离向高分辨。用该算法对散射点目标和面目标进行了成像仿真,验证了其在处理带有运动误差的MIMO-SAR回波数据中的有效性。     

雷达仿真实验平台中运动系统的研发

对雷达的性能进行测试时,要求雷达阵面正对空间目标。为此文章研制了雷达仿真实验平台的运动系统。运动系统中电控系统的上位机可编程逻辑控制器(programmable logic controller,PLC)和下位机之间采用基于RS485自由口通信的方式进行通信,并控制机械执行机构实现直线运动、俯仰运动和方位运动,使位于雷达仿真实验平台上的雷达阵面准确追踪空间目标;为保证运动精度,系统采用编码器对雷达的位置参数进行检测;接收检测信号,运算后通过自由口通信将信号传递至上位机PC,再由PC发送指令到PLC,控制执行机构运转实现系统的闭环控制。实验结果表明,该平台能够可靠稳定地实现相同结构雷达的定位功能。     

一种基于HMM的雷达目标识别方法

根据雷达目标散射点的一般模型和特定条件的简化模型；提出用RELAX方法从高分辨雷达回波提取目标散射点分布的位置信息作为目标HRRR的特征向量；利用HRRR对雷达视角敏感这一特点，用隐马尔可夫过程表征多视角雷达回波序列，获得目标距离-方位两维信息，用若干HMM子过程构成的模式链表征一个飞行目标的飞行姿态变化，从而采用基于隐马尔可夫模型的分类器实现目标类属和方位的自动识别和分类，实测数据的计算机仿真结果表明，这一方法的平均识率为99.80%和81.2%。