Real-domain GMUSIC algorithm based on unitary-transform for low-angle estimation

In order to realize the elevation angle estimation for low-altitude targets at a low computational cost, a generalized multiple signal classification （GMUSIC） algorithm based on unitary transform is proposed, i.e., the DU-GMUSlC algorithm. Firstly, the covariance matrix of received data is used to construct the Centro- Hermitian matrix. Then, the real-domain GMUSIC algorithm is used to implement the initial angle estimation, and the multipath attenuation coefficient is calculated in succession. Finally, the attenuation coefficient is taken into account in the GMUSIC method to carry out the secondary angle estimation which is beneficial to further improvement of the angle estimation accuracy. This method can meet requirements of low-angle accuracy as well as lower computational burden. Simulation results prove the correctness and effectiveness of the proposed algorithm. Moreover, field experiment data are used to further validate the effectiveness of this method.     

基于鲁棒估计的微弱目标检测噪声抑制技术

抑制目标图像中的噪声,缩短目标的首次捕获时间(FirstCaptureTime,FCT),对于微弱目标检测和跟踪具有重要的意义。基于以下判断:a.任何检测系统总是工作在一定的信噪比(SNR)水平下;b.运动目标成像面积总是大于一个像素,分别设计了两个噪声抑制算子Sa(.)及Sb(.)。在噪声抑制过程中,首先使用鲁棒回归估计方法,估计出噪声模型参数,然后分别应用噪声抑制算子Sa(.)及Sb(.)对图像噪声进行抑制。试验结果表明,该方法可以有效抑制目标图像中的噪声,缩短目标的首次捕获时间,为下一步目标的检测和跟踪提供了有利条件。     

基于广义似然比的宽带分布式目标检测算法

针对在相干积累期间发生距离走动的分布式目标检测问题,提出了一种广义似然算法及其改进算法。该算法采用广义似然函数准则与极大似然方法对不同预设速度下各个距离单元的信号进行估计,得到了两步广义似然比检测算子。进一步利用目标相邻强散射单元特性和相邻预设速度相关性,推导出改进的三步广义似然算法,随后证明了这两种算法的恒虚警率性。对两类飞机实测数据的多个实验结果表明,当目标发生距离走动的情况下,该算法性能相对与传统的非相干积累算法有明显提高。     

基于时变偏差分离估计的杂波下机动目标跟踪

在杂波环境机动目标跟踪问题中,波门位置和范围的确定是关键技术之一。在分析了时变偏差分离估计算法的有偏差的状态估计协方差基础上,提出了基于时变偏差分离估计(separate bias estimation, SBE)和概率数据关联(probabilistic data association, PDA)的新算法,利用了偏差估计和有偏差的状态估计协方差来确定波门位置和范围,并结合PDA处理多个回波的能力,实现杂波环境下机动目标的跟踪。通过仿真实验,说明了新算法的优势和有效性。     

基于最大似然估计的机载双基地雷达杂波抑制方法

首先建立了机载双基地雷达的杂波模型,然后分析了机载双基地雷达杂波谱的空时分布特性,比较了最大似然估计方法与其他几种常规估计方法的性能,最后在此基础上提出了一种新的基于配准的最大似然非均匀采样距离相关性补偿方法。该方法通过最大似然估计方法完成对双基地机载雷达杂波幅度的估计,并利用非均匀采样选取各训练样本的杂波谱中心实现对杂波谱的配准。仿真结果表明,在各种不同的双基地机载雷达配置情况下,该方法均可有效解决双基地机载雷达面临的杂波非均匀问题。     

基于稀疏重构的海杂波抑制和目标提取算法

在杂波较强的环境下,雷达目标回波往往淹没在杂波中难以被检测,尤其在海杂波背景下,目标的多普勒频率有可能会落在杂波频率范围中,此时传统的杂波抑制方法就产生了一定的局限性.针对此问题,依据杂波、目标信号的稀疏特性和二者在多普勒频率分布特性上的不同,设计了对应的时频域过完备字典;再通过形态成分分析算法求出目标和杂波分量的稀疏...     

Cooperative shift estimation of target trajectory using clustered sensors

In this paper, a mathematical model for target tracking using nonlinear scalar range sensors is formulated first. A time-shift sensor scheduling strategy is addressed on the basis of a k-barrier coverage protocol and all the sensors are divided into two classes of clusters, active cluster, and submissive cluster, for energy-saving. Then two types of time-shift nonlinear filters are proposed for both active and submissive clusters to estimate the trajectory of the moving target with disturbed dynamics. The stochastic stability of the two filters is analyzed. Finally, some numerical simulations are given to demonstrate the effectiveness of the new filters with a comparison of EKF.     

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。     

基于模型转换频率估计的低空目标分类

为解决传统机械扫描预警雷达的低空目标分类问题, 提出一种利用模型转换频率估计的飞鸟与无人机目标分类方法。首先, 建立可能的无人机和飞鸟目标运动模型, 进而对目标轨迹进行多模型滤波和平滑处理。然后, 通过估计目标的模型转换频率实现目标分类。仿真结果验证了所提方法的鲁棒性和有效性, 证明经过平滑处理的目标分类结果优于仅经过滤波处理。针对低空预警雷达在机场和海岸环境中采集的真实数据, 在无人机频繁改变飞行方向模拟飞鸟机动性特征的情况下, 所提方法仍然可以较好地跟踪和区分无人机与飞鸟目标, 大幅降低了雷达系统的虚警率。     

基于非参数核密度估计的Copula函数选择原理

在金融市场风险分析中,准确刻画金融资产间的相关结构非常重要.因此在给定的Copula函数族中,选取合适的Copula函数来捕捉金融资产间的相关结构尤其关键.鉴于此,基于核密度估计建立了一种新的Copula函数选择方法——核密度选择原理,并通过蒙特卡罗模拟,将核密度选择原理与常用的基于AIC准则和基于经验Copula函数的Copula选择原理的选择效果进行了系统比较.实验表明,核密度选择原理不仅避免了求Copula函数的密度函数,而且选择效果最好.在金融市场风险分析中,准确刻画金融资产间的相关结构非常重要.因此在给定的Copula函数族中,选取合适的Copula函数来捕捉金融资产间的相关结构尤其关键.鉴于此,基于核密度估计建立了一种新的Copula函数选择方法——核密度选择原理,并通过蒙特卡罗模拟,将核密度选择原理与常用的基于AIC准则和基于经验Copula函数的Copula选择原理的选择效果进行了系统比较.实验表明,核密度选择原理不仅避免了求Copula函数的密度函数,而且选择效果最好.     

基于联合估计的扩频通信窄带干扰抑制滤波器

直接序列扩频通信(DSSS)中的窄带干扰造成的接收机性能下降可以通过采取抑制措施来改善。扩张状态的近似条件均值滤波器(ASACM)用扩展状态方程对干扰信号建模,该算法可以有效抑制强窄带干扰,但是需要计算雅可比矩阵,且存在数值稳定性问题。提出了一种基于平方根无轨卡尔曼滤波(SRUKF)的联合估计干扰信号和模型参数的方法,并分析了AR型干扰和单音干扰下的性能。仿真结果表明,该方法的相关输出信噪比有较大改善,并且具有较强的鲁棒性。     

Further result in the fast and accurate estimation of single frequency

A new fast and accurate method for estimating the frequency of a complex sinusoid in complex white Gaussian environments is proposed.The new estimator comprises of applications of low-pass filtering,decimation, and frequency estimation by linear prediction.It is computationally efficient yet obtains the Cramer-Rao bound at moderate signal-to-noise ratios.And it is well suited for real time applications requiring precise frequency estimation.Simulation results are included to demonstrate the performance of the proposed method.     

基于量测转换与输入估计的机动目标跟踪算法

针对雷达系统中机动目标的跟踪问题,提出输入估计(input estimation,IE)与无偏量测转换（unbiased converted measurement,UCM）相融合的自适应算法。用无偏量测转换技术将观测量转换到直角坐标系,使得在极坐标系内应用IE成为可能;提出检测窗内加速度阶梯变化的假设并推导相关模型,使得单个输入估计器能够跟踪各种变化机动。仿真分析表明,算法与基于多滤波器并行工作的交互式多模型相比,跟踪精度相当,但运算量大大降低,因此适用于对性能和实时性要求较高的场合,有很好的应用前景。     

基于InSAR构型的地面运动目标检测与测速方法

提出了一种基于干涉合成孔径雷达构型的地面运动目标检测及测速定位新方法。该方法在高程相位和动目标相位耦合的情况下,充分利用相应像素对及其相邻像素对的相干信息进行高度补偿从而进行动目标参数估计。针对干涉合成孔径雷达（interferometric synthetic aperture radar, InSAR）系统中由于长垂直基线导致杂波自由度随地形起伏大大增加等杂波抑制问题,在处理过程中引入了联合像素法,进一步提高了动目标检测和测速精度。通过仿真验证了该方法的有效性。     

基于扩张状态观测器的机动目标加速度估计

目标机动是影响制导精度的关键因素之一,针对此问题,提出了一种解决目标加速度估计问题的新思路,即通过扩张状态观测器(extended state observer, ESO)来实时估计目标加速度。首先建立弹目相对运动模型,然后在采用扩展比例导引律的条件下,设计扩张状态观测器来观测系统状态并估计目标加速度。最后针对实际系统中量测噪声较大的情况,设计带有滤波器的扩张状态观测器来估计目标加速度。这种方法无须建立机动目标模型,收敛速度快,估计精度高,明显优于常规的目标估计算法,仿真结果验证了本方法的有效性。     

两参数Weibull分布环境因子的Bayes估计

基于天地试验环境下Weibull分布形状参数不变的条件,运用Bayes方法对两参数Weibull分布环境因子进行分析,以尺度参数后验密度的商密度作为环境因子的后验密度,给出了在形状参数已知和未知两种情况下,环境因子在平方损失下的Bayes估计。最后运用仿真实例与极大似然估计进行比较,结果表明Bayes估计优于极大似然估计。     

Fast method for spreading sequence estimation of DSSS signal based on maximum likelihood function

To estimate the spreading sequence of the direct sequence spread spectrum (DSSS) signal, a fast algorithm based on maximum likelihood function is proposed, and the theoretical derivation of the algorithm is provided. By simplifying the objective function of maximum likelihood estimation, the algorithm can realize sequence synchronization and sequence estimation via adaptive iteration and sliding window.since it avoids the correlation matrix computation, the algorithm significantly reduces the storage requirement and the computation complexity. Simulations show that it is a fast convergent algorithm, and can perform well in low signal to noise ratio (SNR).     

H_ index based fault estimation for micro quad-rotor

Taking the attitude control system of micro quad-rotor as a research object, a design scheme of fault estimator based on generalized Kalman-Yakubovic-Popov （GKYP） lemma is put forward to deal with the problem of estimating multiple actuators malfunctions with couplings. Using an H_index and an appropriate algorithm, the goal of weakening the coupling can be achieved by limiting the fault frequency to a certain range, then different kinds of actuator faults can be estimated correctly. The simulations demonstrate the reliability and validity of the proposed method.     

Data association based on target signal classification information

In most of the passive tracking systems, only the target kinematical information is used in the measurement-to-track association, which results in error tracking in a multitarget environment, where the targets are too close to each other. To enhance the tracking accuracy, the target signal classification information （TSCI） should be used to improve the data association. The TSCI is integrated in the data association process using the JPDA （joint probabilistic data association）. The use of the TSCI in the data association can improve discrimination by yielding a purer track and preserving continuity. To verify the validity of the application of TSCI, two simulation experiments are done on an air target-tracing problem, that is, one using the TSCI and the other not using the TSCI. The final comparison shows that the use of the TSCI can effectively improve tracking accuracy.     

基于最大似然的同频混合信号联合定时估计算法

针对同频干扰下的混合信号时延估计问题进行研究,提出了一种基于最大似然准则的联合定时估计算法。该算法在推导似然函数的基础上,采用分级搜索方法估计信号时延,能同时实现干扰信号与有用信号的联合定时。相比传统的单信号时延估计,该算法需要有更长的观测数据长度;算法对频偏误差不敏感,在归一化频偏（相对于符号速率）小于2％时性能损失很小。仿真结果验证了算法的有效性。