电离层行进式扰动对天波超视距雷达坐标配准的影响

以电离层准抛物线模型为背景,建立了由大气重力波导致的电离层行进式扰动（travelling ionospheric disturbance, TID）模型。基于该模型,利用三维射线追踪计算分析了TID对天波超视距雷达坐标配准（coordinate registration, CR）的影响。结果表明,小尺度TID对CR影响较小;中尺度TID对电波高角射线影响较大;大尺度TID会改变原有的CR关系,严重影响CR精度。从模拟结果中还可以看出,TID对电波方位角的影响较小。     

天波超视距雷达机动目标检测方法

天波超视距雷达(over-the-horizon radar,OTHR)通过快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)实现长时间相干积累,但这种基于目标速度恒定的方法对于机动目标的效果并不好.提出了一种基于目标运动参数估计的OTHR机动目标检测方法.该方法首先确定机动目标的运动参数的大致范围,然后对其运动参数进行估计,之后对其径向加速度进行补偿,最后对经加速度补偿后的目标信号进行相干积累并在距离-多普勒平面上进行二维恒虚誓检测.仿真结果表明,该方法能够增强OTHR对机动目标的检测能力,运算效率高,实用性强.     

基于时间谱信息的低分辨雷达飞机目标分类

雷达目标空间状态随时间的变化特性从侧面揭示了的目标的本质,这种目标空间状态随时间呈现的分布特性称之为目标的时间谱,而利用目标的时谱信息(目标的航迹、速度、机动性、空间坐标信息)可以简化(或缩小)待识别目标的范围。用低分辨雷达测量得到的时间谱信息作为特征,采用模糊逻辑规则对五类飞机目标进行分类判决。结果表明:基于时间谱信息的飞机目标分类为低分辨雷达飞机目标识别提供了一个有效的辅助手段。     

机动组网雷达系统偏差估计

针对机动组网雷达中的距离和欠度的修正偏差,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波(extendedKalmanfil ter,EKF)滤波的雷达系统偏差的估计方法,减少了一阶近似对系统偏差估计的影响,即使在系统偏差较大的情况下,也能得出较准确的估计结果,适用于高机动组网雷达中的实时系统偏差修正。     

基于多电视台的两种无源雷达成像算法

基于外辐射源的无源雷达成像是当前新体制雷达的研究热点,给出了利用多个电视台作为外辐射源的直接二维快速傅里叶变换成像算法和极坐标成像算法。建立了多基地无源雷达成像模型,通过理论推导得到目标散射函数和雷达接收信号之间的傅里叶变换对的关系。选取15个电视台信号作为外辐射源进行了仿真实验,分析和比较了两种算法的性能,证实了算法的可行性。     

一种支持雷达P显仿真的实时坐标变换策略

在光栅扫描显示器上模拟传统PPI雷达显示器，不可避免地会遇到直角坐标与极坐标转换的问题，而雷达回波信号从极坐标到直角坐标的变换是决定系统性能的关键。针对传统坐标变换存在的坐标变换后极坐标与直角坐标之间不能一一对应以及运算速度过慢的问题，本文讨论了将光栅扫描显示器屏幕点阵赋予各种属性，并将这些属性依据极坐标的特性进行排序的实现，进而设计了一种快速的查表映射方法。采用该映射方法，在普通的PC机上即可完成实时坐标变换及对回波采样数据的进一步处理。     

天波超视距雷达的多路径融合多目标跟踪算法

针对天波超视距雷达(over-the-horizon radar, OTHR)的信号多路径传播特点,提出一种融合多路径信息的多目标跟踪算法。该算法利用概率多假设跟踪(probabilistic multi hypothesis tracker, PMHT)算法中量测与目标关联的“软”决策模型优势,并对多路径观测函数显式建模,推导了多路径量测融合处理公式。仿真实验结果表明,相比于标准PMHT算法,所提出算法实现了在低检测概率、高杂波的OTHR环境下对多个目标的更有效跟踪,获得更高的目标状态估计精度和更低的失跟率。     

基于Metropolis-Hastings抽样的系统误差配准方法

针对目标运动模型不完全的跟踪系统,为解决系统误差配准问题,提出一种基于Metropolis-Hastings抽样的系统误差配准方法。该方法通过系统误差的最大似然估计导出的等效概率平稳函数作为Metropolis-Hastings算法要求构造的概率密度函数,同时给出不同的提议函数来提高系统误差空间分布的全局性。对时变和时不变系统误差情况分别进行了仿真,仿真结果表明,所提方法在考虑系统误差统计特性的同时对解决系统误差配准问题具有有效性和可行性。     

多基高频天波超视距定位模型

基于电离层斜向返回探测系统组成的多基地天波超视距定位系统,利用电离层对电波的反射,以有源定位的方式对超视距地面目标进行定位。将用于大地解算的Bowring公式与电波传播特性相结合,提出了一种天波传播模式下的目标定位模型,用以解算目标的地理位置并计算定位精度。利用计算机仿真得出了在采用不同布站类型时,电波在单模式传播情况下的定位误差的几何稀释图和定位分析。仿真结果表明,此模型精度高,并克服了传统定位方法在某些方面的不足。     

一种新的地心地固坐标系传感器配准算法

针对多传感器系统进行数据融合的需要,提出了一种新的地心地固坐标系下传感器的配准算法,充分考虑了地球曲率对配准算法本身的影响,当传感器之间相距很远时仍然适用。新算法将传感器配准问题表述成一个关于传感器测量的最小二乘判决函数,然后首次引入Levenberg-Marquarat算法来对其进行优化。最后通过仿真试验对新算法的性能进行了评估,结果说明新的算法对于不同数目的测量值具有良好的一致性。     

基于航路-航迹关联的天波超视距雷达航迹分类

天波超视距雷达的最终任务是检测、跟踪我方感兴趣的目标。将这些目标从跟踪器输出的航迹集合中提取出来是一个难点。考虑一类存在先验航路信息的航迹辨识问题,基于假设检验理论与分类思想,提出了一种多航迹-多航路情况下的天波超视距雷达航迹分类算法。在建立的空中走廊模型基础上,先后利用目标位置、航向信息与航路做相关判断,计算航迹-航路相关代价,据此将航迹分为航路目标航迹及非航路目标航迹。仿真结果表明,提出的航迹分类算法在航路数量适中的情况下正确分类概率达到90%。     

浅地层步进变频探地雷达合成孔径算法研究

合成孔径成像是一种常用的改善方位分辨率的方法。连续波步进变频雷达平均发射功率较高而且可以实现较大的相对带宽,所以在探地应用中可以获得较高的分辨率和较深的探测深度。针对浅地层步进变频探地雷达回波信噪比很低的特点,利用时域回波图像所呈现的双曲线,提出了一种曲线适配的合成孔径成像算法。通过对实测数据处理,证明所提算法在步进变频探地雷达中比传统的合成孔径算法能得到更好的方位分辨率,而且明显增强了目标图像的信噪比。     

基于多驻留测量的相控阵雷达目标跟踪算法

针对相控阵雷达目标跟踪和资源调度问题,给出了基于后向概率的后向递归概率数据关联滤波(PDAF),以及基于后向概率最大的多维数据关联(N-D)方法。推导了预测位置偏离波束指向、且误差是相关的情况下,估计目标平均信噪比和目标检测概率的方法。通过仿真,比较了不同测量窗口数据长度和不同杂波环境下,相应算法对目标维持跟踪的性能和雷达能量需求。仿真结果表明,基于后向递归的PDAF优于常规的PDAF和N-D方法;虽然基于后向概率最大的N-D方法比常规的N-D方法好,但当维数较少时仍然比PDAF性能要差。     

基于工作坐标系的最优轮廓控制及其仿真

在多轴轮廓运动中,轮廓误差是比跟踪误差更为重要的性能指标,但在实际应用中轮廓误差是难以计算与使用的.通过在期望轨迹上建立Frenet坐标系作为工作坐标系,轮廓误差可以用位置跟踪误差在工作坐标系中的法向分量来近似.然后将系统动力学方程由全局坐标系变换到工作坐标系,在工作坐标系下采用最优线性二次型(LQR)方法来设计最优轮廓控制器,通过提高法向误差分量的权值来改善轮廓精度.在XY平台模型上进行的系统仿真实验表明,与基于全局坐标系的计算力矩控制相比,该方法有效地提高了轮廓精度,具有明显的优越性.     

Use of piecewise polynomial phase modeling to compensate ionospheric phase contamination in skywave radar systems

1.INTRODUCTION High frequencyskywaveover the horizonradarcan providearange coverageofupto4000kmbymeans oftherefractionwithintheionosphere.Butthesignal contaminationsufferedindoubleionospherictransit, especially,thenonstationarityoftheionosphereren derstheechospectrumdistortedandresolutionofco herentintegrationtechniquethatiswidelyappliedin theradarsystemsisdegradedextremely. InsomeapplicationsofHFskywaveradar,some complexgeophysicalmechanismsincludedthevaria tionoftheionospheremaypro…     

多星载光学传感器系统误差极大似然配准算法

针对低轨星座协同探测弹道目标过程中存在系统误差的问题,提出多星载光学传感器系统误差极大似然配准（maximum likehood registration,MLR）算法。通过一阶Taylor近似对非线性量测转换线性化,推导出目标状态的误差协方差与卫星轨道定向、姿态角测量和传感器测量等随机误差的关系,并基于视线交叉获得观测在状态空间中的近似投影,从而将MLR算法扩展到低轨星座多光学传感器的误差配准。通过引入各类测量误差的先验信息对目标状态的误差协方差进行修正,利用期望极大化迭代,实现了对系统误差的无偏有效估计及目标轨迹的融合估计。仿真验证了所提算法的有效性,且配准性能优越。     

毫米波宽带雷达相位误差校正方法研究

为了有效解决相位误差对于步进频信号合成高分辨的影响,在分析步进频雷达相位误差来源的基础上,提出了一种相位误差校正方法。理想情况下,频率步进信号为相参信号,脉冲间的相位具有线性关系,相邻脉冲间的相位差恒定。随机相位误差的存在,破坏了频率步进信号的相参性,导致合成高分辨结果旁瓣峰值电平提高,噪声基底抬高。合成高分辨前,利用相邻脉冲接收信号相位差与均值的差值对采样信号进行相位补偿,可以一定程度上校正相位误差对步进频信号的影响。对仿真数据与实测数据的处理结果表明,该方法可有效提高频率步进体制雷达的检测性能。     

基于减小功率孔径积的天基雷达扫描方式优化

针对天基雷达的性能受限于功率孔径积的情况,利用目标相对于天基雷达覆盖区域的运动方向基本与星下点运动方向相反这一特性,在保证击中目标的前提下得到了一种能有效延长扫描时间的优化扫描方式,从而达到减小功率孔径积的目的。研究同时表明,优化的扫描方式还能较快地击中目标。最后给出了优化扫描方式下系统允许的最大扫描时间。计算机仿真验证了结论的正确性。     

考虑配准时空误差的多目标标签多伯努利滤波

针对多传感器协同跟踪目标过程中存在多节点间的信息时间延迟和空间配准偏差问题,提出基于配准偏差和时间延迟的标签多伯努利滤波(labeled multi-Bernoulli based on the registration errors and time delay, LMB-ReDe)算法。首先,通过排队论对节点个数随机变化的网络时间随机延迟进行建模;然后,构建了延迟环境中的非固定周期的目标转移过程和时间延迟过程中的伪量测;最后,在LMB滤波基础上提出LMB-ReDe算法实现目标状态的实时估计。仿真结果表明,在节点数随机变化的多传感器协同探测中,采用LMB-ReDe滤波器跟踪位置精度优于标准的LMB滤波器。     

机载监视雷达地杂波背景中的CFAR检测方法

在充分考虑了具体雷达体制和工作环境的基础上认为,采用二维有序统计恒虚警处理方法(2D OS CFAR)适合于机载监视雷达地杂波背景中的恒虚警概率(constantfalsealarmrate,CFAR)检测。同时,对该方法在不同杂波背景、不同窗口大小、不同干扰数目时的检测性能进行了理论分析和实验仿真。仿真结果表明,该方法能有效地提高机载监视雷达对地工作方式时的CFAR检测能力。