基于改进广义相对最优极化的极化SAR舰船检测方法

为了提高极化合成孔径雷达(SAR)图像的舰船检测性能,提出了一种基于改进广义相对最优极化模型的极化SAR图像融合方法.改进的模型包含两个因子的乘积.第一个因子是最优极化状态下的雷达接收功率;第二个因子对应最优检测准则下的3个极化参数(极化熵、平面相似性参数、二面角相似性参数)的融合结果.使用该方法融合图像能够使得目标和...     

分量模型和散射参数的全极化雷达图像分类

在分析了典型的极化目标分解和地物分类算法基础上,提出了融合Yamaguchi分解和H/α(H为散射熵,α为地物散射角)平面分解结果的迭代处理目标分类方法.首先,通过获取4种散射分量及地物的散射熵和散射角,结合6个参量,将极化合成孔径雷达图像中的地物初始分类;然后,利用相干散射矩阵服从Wishart分布的特性进行迭代,获得最终分类结果.实验结果证明,该算法提高了分类性能,运算量小,分类效果较好.     

一种SAR图像Kelvin尾迹反演舰船速度的方法

SAR海洋图像中Kelvin尾迹是所有尾迹中包含较多舰船信息的一个。通过对Kelvin尾迹水动力产生机理和SAR成像机理分析,提出一种从SAR图像中的Kelvin尾迹反演舰船速度的方法。通过改变SAR参数、海况参数和舰船本身几何参数,分别对该方法进行了仿真实验,并对实际SAR图像进行处理。结果表明比传统方法具有精度高、稳定性好的优点。     

基于尾迹特征的SAR图像舰船长度估计

通过研究尾迹波谱的周期特性与舰船外形特征之间的关系,建立基于波谱函数的舰船长度估计模型.基于瘦船体假设条件,从数学上论述利用波高谱信息估算舰船长度的可行性,提出由图像谱计算波高谱,再计算波幅函数周期,最后得到舰船长度的三步法.以小船和大型舰船为目标,通过该方法和常用方法做对比实验.结果表明,三步法提取的舰船长度相对误差小于5%,提取结果受方位影响小,效果比传统的直接像素点灰度统计方法好,有利于进一步的舰船识别和分类.     

极化目标分解在目标分类中的应用

极化目标分解是从极化SAR数据中提取目标特征的重要方法,可以将其概括为两大类:基于S inc lair矩阵的相干目标分解和基于Mueller矩阵、相干矩阵、协方差矩阵的部分相干目标分解.利用相干目标分解中的基于Pau li矩阵分解法、Krogager分解法和Cam eron分解法,对实测极化SAR数据进行分类实验,结果表明极化目标分解对于从极化SAR数据中提取目标特征,进而对其进行分类是可行和有效的.     

基于极化定向角补偿的思茅松林地上生物量反演

目的 极化合成孔径雷达在森林遥感监测中得到了广泛的应用。由于法拉第旋转和地物结构特性,电磁波极化定向角发生偏移,导致散射特征在机理上存在模糊性。本研究主要分析极化定向角偏移对体散射分量和地上生物量反演的影响。方法 以ALOS PALSAR全极化星载合成孔径雷达(SAR)数据为数据源,基于L波段散射特征,考虑地面与树干之间的二面角散射贡献,研究提出了一种扩展极化水云模型;基于Yamaguchi四分量分解参数和扩展极化水云模型估测思茅松林地上生物量。结果 通过酉变换来补偿极化定向角偏移后,体散射分量高估得到修正,极化定向角补偿后的体散射与实测地上生物量的回归模型较未补偿前效果更好(决定系数R²从0.214提升到0.332)。采用Yamaguchi四分量和扩展极化水云模型的地上生物量估测值和实测值有较强的相关性(R²= 0.644)和较低的均方根误差(23.11 t/hm²)。结论 SAR数据在极化分解前应进行极化定向角补偿,以减少体散射高估和二面角散射低估的问题,提高地上生物量反演精度。半经验极化扩展水云模型具有很好的估测森林地上生物量的潜力。     

单体高速船的推进功率计算

为单体高速船在初步设计、方案设计和技术设计阶段提供了基于船体主要参数，船体主尺度和船型系数，以及船体型线的推进功率的计算方法，从而为船舶设计及其型线优化提供了相关的数学模型，对一船型系列试验结果的考核计算表明，不同功率估算方法所计算值的平均值，具有工程预报精度，可用于船舶设计与线型优化。     

一种基于Pauli分解和SVM的全极化SAR监督分类算法

全极化SAR影像准确分类的一个重要前提是充分提取反映地物实际物理性质的特征。然而现有的全极化SAR特征提取算法和分类算法众多,却均存在各种各样的问题。无论极化特征提取方法还是分类算法,都会影响最终的分类精度。针对此问题,在多次实验的基础上,提出一种综合Pauli极化特征分解和SVM的分类策略,简称为Pauli-SVM算法。首先通过经典的Pauli分解法提取全极化SAR影像的奇次散射、偶次散射、体散射等极化特征,并将这些信息组合成一个特征向量,然后引入高精度的SVM分类算法,选择训练样本后对全极化SAR影像进行监督分类。在江苏溧水和南京横溪镇两个研究区,以ALOS卫星的PALSAR影像为研究数据,进行监督Wishart分类算法、Freeman特征提取法结合SVM的分类算法、Yamaguchi特征提取法结合SVM的分类算法、Pauli-SVM算法的分类对比实验。结果表明,新提出的Pauli-SVM算法可以有效的提高分类的准确性。     

热像理论建模中的厚壳船体效应研究

在迄今为止的还买呢目标红外热像理论建模研究中,都采用了所谓“薄壳”结构模型,并且在计算中都使用了稳态温度场近似^【1,2】。该文为不能按薄壳模型处理的船壳结构建立了非稳态温度场的物理模型,该模型集成了已有模型的成熟算法和软件,并对原有的理论公式和软件进行了扩展,作了计算机理论模拟计算,研究了厚壳船体的体效应对目标非稳态温度场分布的影响。     

极化散射的各向异性分析及应用

分析典型极化散射机制随着视角等参数变化时产生的各向异性对从物理角度解译遥感图像具有重要意义.为了更好地从散射矩阵中提取出具有一定物理含义的极化信息,分析极化参数的各向异性特征,建立了任意取向散射体的电磁散射模型,模拟其在Cameron极化空间中的变化轨迹分布.其次,基于子孔径的方法,用无人机合成孔径雷达(UAVSAR)数据进行实验验证,计算出了取向角、z参数与视角的关系,与桥体的微扰法(Small Perturbation Method,SPM)二次散射仿真模型的计算结果吻合.     

舰载火箭炮随动系统调炮动力学仿真

该文研究了某舰载火箭炮在舰船摇摆情况下随动系统调炮时的火箭炮受力问题.通过虚拟样机技术对舰载火箭炮系统进行简化和建模.根据海浪波能谱,计算了舰船摇荡运动的功率谱密度和舰船的随机摇荡运动.用ADAMS软件求解了某火箭炮在横浪和斜浪2种航行状态下,以大正弦规律调炮时各连接部位的受力情况.计算结果为舰载火箭炮瞄准机的设计提供了依据.该方法同样适用于其他舰载武器在舰船摇摆情况下的受力分析.     

基于鲁棒主元分析的SAR图像目标分割

合成孔径雷达(SAR)图像的目标分割,是SAR图像自动目标识别的关键预处理步骤。与一般SAR图像目标区域分割方法不同,鲁棒主元分析融合了主元分析(PCA)与压缩感知(CS)理论中稀疏矩阵的先进思路,利用多帧具有相似性的SAR图像,构建一个观测矩阵D,通过求解一个凸优化问题,重建出一个低秩矩阵A和一个稀疏矩阵E。将矩阵A和E的列向量矩阵化,即可完成SAR图像目标与背景的分离。实验结果表明,鲁棒主元分析算法避免了复杂的SAR图像背景建模,针对同一目标的多帧SAR图像,所提方法对SAR图像目标和背景的分割问题具有可行性和有效性;与经典的最优阈值分割算法相比,误分率明显降低。     

基于最佳阈值分割的舰船目标检测方法

提出了一种基于最佳阈值分割的舰船目标检测方法,该方法通过构造分割阈值集合,并搜索特征约束条件下的最佳分割阈值进行目标分割,从而实现目标与背景区域的成功分离.使用该方法对不同卫星来源、不同分辨率的24 523幅光学遥感图像和516幅SAR图像进行了实验,对于1 155个目标图像的检测率高于95.0%,同时虚警率保持在较低水平,表明该方法对于遥感图像中的海上舰船目标检测效果较好、适应性强.     

互见中基于AIS数据的船舶领域

为确定船舶领域,根据琼州海峡船舶自动识别系统(AIS)数据,再现该水域内船舶航行过程.依据海上避碰规则,判断会遇船舶间避让义务关系,建立船舶避让行为和最近会遇点位置间的关系模型.利用数理统计和模糊数学方法,获得不同避让度下船舶领域的边界曲线,建立海上船舶领域模型.     

大风浪中船舶顺浪和斜顺浪航行的危险及对策

探讨了大风浪中顺浪航行的危险和产生这些危险的机理.从稳性降低的角度考虑,当船长与波长接近、波速与船速接近时顺浪航行危险最大;从尾淹和打横的角度考虑,当波长超过2倍船长、波速与船速接近时顺浪航行危险最大;从横摇的角度考虑,顺浪或者斜顺浪航行较顶浪或者斜顶浪航行更容易发生横谐摇.根据对危险的机理分析,并结合有关的理论研究成果和实际操船实践,提出了各种船舶顺浪和斜顺浪航行的操纵措施.     

Numerical simulation of tomographic-SAR imaging and object reconstruction using compressive sensing with L 1/2-norm regularization

By making use of multiple acquisitions of synthetic aperture radar （SAR） observations over the same area, tomographic-SAR （tomo-SAR） technology can achieve three-dimensional （3-D） imaging of the objects of interest. The compressive sensing （CS） approach has been applied to deal with the sparseness of the elevation signals. Due to its sparsity and convexity, the L1-norm regulariza- tion, as an approximated Lo-norm with an exact solution, has been employed in CS to reconstruct the reflectivity profile of the objects. In this paper, based on our studies on polarimetric scattering and SAR imaging simulations, we produce numerical multi-pass tomo-SAR observations of the terrain object. Then, we present the CS with novel L1/2- norm regularization to realize 3-D reconstruction. As a non-convex optimization problem, the L1/2-norm regularization is solved by an iterative algorithm. This numerical simulation of tomo-SAR imaging and 3-D reconstruction of the object modeling can be of great help for parameterized analysis of tomo-SAR imagery. As an example, a tomo-SAR image and 3-D reconstruction of the Beijing National Stadium model are presented.     

天波雷达短驻留时间下海杂波抑制的改进算法

在高频天波雷达的舰船目标检测中,为消除电离层变化带来的谱展宽效应,采用了短驻留时间下基于奇异值分解(SVD)的海杂波抑制算法.该算法对构造出的Hankel矩阵进行奇异值分解,将对应于海杂波分量的奇异值置零,再重新构造出数据序列,达到海杂波抑制的目的.相对于原有的迭代杂波对消算法,该算法无需估计众多参数及设置对消截止门限,并且可以获得更好的抑制效果.为了有效地识别分解后的海杂波与目标所对应的奇异值以避免错误对消,还提出了一种改进方案,可以在抑制前分辨出海杂波分量和目标所对应的奇异值,当回波目标的能量与海波处于相近量级以及多目标情况下,能够避免错误对消现象的出现.仿真结果验证了所提算法的有效性.     

船舶航向保持的PID控制

针对船舶在海上航行时存在着航向偏离理想直航线的问题，确定了保持船舶航向稳定性的性能指标，并采用PID控制方法保持船舶航向的稳定性．仿真结果表明该方法是有效的．     

高分辨率宽幅星载SAR海洋监视与信息反演

 为了满足对海洋监视日益增长的需求,星载合成孔径雷达（SAR）系统应具备高分辨率宽测绘带能力。高分宽幅星载SAR系统不仅能够获得海洋的环境参数（如洋流、内波、风场、海浪等）,还能够获得海面上各种目标（如舰船、溢油、海冰等）的信息,为国民经济建设和国防建设提供信息来源。本文讨论了星载SAR系统在海洋监视中的应用,论述了用于海洋监视的星载SAR系统关键技术,总结了未来海洋监视星载SAR的发展方向。     

基于模型微调与AM Softmax的极化SAR图像分类

针对极化SAR图像分类中卷积神经网络（CNN）方法训练时间长、收敛速度慢,原始Softmax函数无法对极化SAR图像的类内差异有效应对的问题,提出一种基于模型微调与加性边际Softmax（AM-Softmax）的极化SAR图像分类方法。该方法通过预训练网络的整体微调,来改进CNN模型的效率和分类准确率,然后以AM-Softmax替代Softmax,以解决SAR图像中类内变化较大的问题,进一步提升分类精度。实验表明该方法具有快收敛的优势并且能够较好解决极化SAR图像类内差异较大的问题,模型的分类总体精度达到96%以上。