SAR对地面车辆目标探测能力仿真系统研究

为了更有效评估合成孔径雷达(SAR)系统对地面目标的检测、识别性能,分析、衡量地面目标生存能力,根据SAR对地面目标探测的基本原理,结合计算机仿真技术,设计并开发了机载/星载SAR对地面车辆目标探测能力仿真系统。该系统通过对多种杂波背景下车辆目标原始回波的模拟,实现了多种算法的目标成像、双参数CFAR检测以及目标识别处理,进而实现对场坪/公路上固定或慢速运动车辆目标的检测及识别概率计算,由此进行车辆目标生存能力的评估。给出了仿真系统的总体架构和各模块的功能原理,并用仿真实例进行验证。     

基于SAR仿真图像的地面车辆非同源目标识别

充分的合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)模板数据是目标识别算法(尤其是基于深度学习的智能目标识别算法)获得优异识别性能的关键, 基于实际测量获取充分SAR数据是不现实的, 基于电磁散射建模的SAR仿真成为当前获取充分样本的一种有效途径。SAR仿真图像与实测图像为非同源数据, 由于SAR仿真的目标几何模型与实物之间差异、SAR仿真过程中的传感器模型与实际传感器性能之间差异、实物所处的背景环境与SAR仿真的环境之间差异、电磁建模方法本身误差等因素导致SAR仿真图像与实测图像存在差异, 会影响识别性能。针对这一问题, 首先采用一种基于高频渐近技术和离散射线追踪技术的SAR仿真方法获取地面车辆目标的SAR仿真图像, 再利用卷积神经网络方法、线性/非线性特征变换方法实现对MSTAR实测数据的非同源SAR目标识别性能对比分析。实验结果表明, 直接使用SAR仿真数据无法实现对实测SAR数据有效识别, 而线性/非线性特征变换可以改善非同源SAR目标识别性能, 一定程度上缓解由于SAR仿真数据与实测数据存在差异导致的识别性能差的问题。     

建立地面交通通用仿真系统的研究

首先提出了建立地面交通通用仿真系统的构想，并进一步从系统模拟单元构造和系统结构模式两方面讨论了建立地面交通通用仿真系统的方法，提出了分层次描述模拟单元以及模块化和插件式方法构造模拟系统的思想。在此基础上可进一步构造城市交通和铁路交通通用仿真系统，以满足地面交通研究的需要。     

车辆电气系统动态性能仿真

车辆电气系统是由硅整流发电机和蓄电池并联组成，是一个非线性、不对称系统，因而它的动态性能与通常的电力系统有很大不同，本文试图给出车辆电气系统的动态性能仿真法。文中分析了硅整流发电机的工作特点，采用状态变量和坐标变换表达硅整流发电机的工作模式及其转换规律；将蓄电池看作是电路元件，提出了简化的等效电路，从而列出了车辆电气系统的数学模型，举例进行了车辆电气系统动态性能仿真，并以实验进行了验证，表明所提出的仿真法是可行的。     

高分辨率SAR图像中车辆群目标检测的研究

研究了对SAR图像中车辆群目标的检测问题。采用统计检测的方法进行了理论分析,得到了3种检测算法的参数估计及检测门限的计算公式,提出了一种改进的综合目标检测算法。检测结果表明,采用常规双参数CFAR检测算法和单视标准CFAR检测算法存在较多的虚警,而采用改进的综合目标检测算法,检出目标准确,目标细节清晰,虚警很少,具有优良的检测性能。同时给出了该算法的滤波算子构造方法、参数选取方法及最佳参数。     

白天空间目标可见光探测仿真研究

为了仿真研究白天对空间目标可见光探测相关技术,基于STK/X的相关技术和对大气辐射计算程序MONTRAN的整合,设计了白天空间目标可见光探测仿真平台,完成了目标亮度、目标轨道、大气和地面探测系统模型的建立和实现。以对某目标白天在长沙地区过境探测为例,估算了在一定角度下为了达到探测目的,探测系统消除杂光能力的大小要求,仿真分析结果与实际情况基本一致,表明仿真平台的有效性。通过该仿真平台的建立,为进一步研究白天对空间目标的可见光探测技术提供了帮助,为探测系统相关指标的设计提供了理论依据。     

履带车辆平顺性仿真试验路面谱研究

路面谱研究是履带车辆行驶平顺性试验中的关键条件,路面谱模型的好坏直接影响到仿真的准确性,通过对国家标准GB7031-86中路面谱模型的研究,利用AR模型法模拟了国家标准路面谱的典型路面模型,并对该路面谱模型利用周期图法进行了谱分析,对其功率谱密度进行了验证,根据模拟生成的随机路面谱在Adams中生成路面。     

对地面动目标检测雷达的干扰技术综述

地面动目标检测(ground moving target indication, GMTI)系统能够实现对地面运动的检测、定位、测速等功能,并生成地面态势信息。由于现代战争“发现即摧毁”的特点, GMTI系统对地面运动目标构成严重的威胁。为了有效对抗GMTI系统,提升对地面运动目标的防护能力,对GMTI干扰技术进行综述。首先介绍了目前GMTI发展状况,之后介绍了GMTI干扰技术发展状况,并主要从干扰效果、干扰调制方式、干扰布站方式、干扰能量来源等角度对GMTI干扰技术进行概述和总结,最后对GMTI干扰技术发展趋势进行了分析。     

对地面动目标检测雷达的干扰技术综述

地面动目标检测(ground moving target indication, GMTI)系统能够实现对地面运动的检测、定位、测速等功能,并生成地面态势信息。由于现代战争“发现即摧毁”的特点, GMTI系统对地面运动目标构成严重的威胁。为了有效对抗GMTI系统,提升对地面运动目标的防护能力,对GMTI干扰技术进行综述。首先介绍了目前GMTI发展状况,之后介绍了GMTI干扰技术发展状况,并主要从干扰效果、干扰调制方式、干扰布站方式、干扰能量来源等角度对GMTI干扰技术进行概述和总结,最后对GMTI干扰技术发展趋势进行了分析。     

车辆转向制动防抱死系统仿真研究

转向制动是车辆经常遇到的工况之一。本文提出了汽车转向制动时防抱死制动系统（ABS）基于优化目标滑移率模糊控制的策略。该策略根据路面附着条件以及车辆所处的运动状态实时计算出车轮优化目标滑移率,作为防抱死制动系统的控制目标,并利用模糊推理理论进行了ABS模糊控制器设计。在此基础上结合8自由度非线性车辆系统模型,利用Matlab/Simulink软件对装有ABS的车辆转向制动过程进行模拟试验。结果表明基于优化目标滑移率ABS模糊控制策略优于传统固定目标滑移率控制策略,它有效地提高了车辆转向制动性能,同时也保证了横向稳定性,实现了车辆的制动性能、可控性及横向稳定性最佳协调,同时且具有较强的鲁棒性。     

合成孔径雷达干扰对抗仿真系统研究

论述了合成孔径雷达(SAR)干扰对抗的基本原理,开发了SAR干扰对抗仿真系统,该仿真系统能够进行功能级的SAR信号侦察仿真,模拟出多种杂波及干扰背景下,SAR的成像、检测与识别过程,并能对各种干扰样式进行干扰效果评估和实际战情下的干扰方案优选。详细介绍了仿真系统各模块的功能原理,并给出仿真实例进行论证。     

分布式星载SAR回波仿真的并行化计算研究

对分布式星载SAR系统地面回波仿真程序并行化算法进行了研究。重点介绍了分布式小卫星SAR系统多星协同工作的仿真策略、各并行节点任务的分配策略和并行节点问大量数据传输的策略。实验证明此并行化算法具有较高的加速性能，具有实际的应用前景。     

建筑物的SAR回波信号模拟方法

我们根据电磁散射原理建立了仿真模型并提出了一种对于建筑物场景的SAR原始回波模拟方法。分析了构成建筑物的物理模型和对建筑物电磁模型起贡献的一次、二次、三次散射的作用。最后建立了本次仿真的模拟参数,对所提出的模拟方法进行了模拟试验取得了较为满意的成果。     

三维场景SAR射频仿真技术研究

三维场景合成孔径雷达（SAR）射频仿真对于SAR系统调试、SAR信号处理算法的研究具有重要意义。SAR射频回波信号仿真是SAR射频仿真技术的核心。结合SAR回波模型,在SAR射频仿真总体方案的基础上,提出了三维场景SAR射频回波实时仿真方法,根据SAR雷达平台飞行航迹信息实时计算成像场景后向散射系数、雷达与目标距离、遮挡因子、天线方向图加权因子等关键参数,实现了三维场景的SAR射频回波信号实时模拟,验证了该方法的正确性。     

一种双天线SAR运动目标成像系统仿真

提出了一种DPCA联合MDCFT的双天线SAR运动目标成像系统.将MDCFT变换应用于经过DPCA杂波对消后的信号,在MDCFT幅值平面内同时完成对运动目标的检测和多普勒参数的估计.建立了适合SAR系统的MDCFT模型,对杂波对消后回波数据的MDCFT幅度值分析证明了该方法的可行性和有效性.在分数阶博立叶域进行滤波以消除杂波对相位的影响,进而利用通道间的相位差和多普勒中心频率对运动目标准确定位.利用大量的仿真实验对该系统的功能进行了验证.     

基于Keystone变换的地面运动目标检测研究

合成孔径雷达 (SAR)在检测地面运动目标中所面临的难题之一是距离和速度的耦合导致了地面运动目标在SAR图像中模糊、错位、甚至消失。分析了Keystone变换的原理 ,提出了Keystone变换在一般正侧式SAR系统具体实现的方法与步骤 ,分析了Keystone方法对不同运动类型目标成像效果的修正作用。最后通过仿真证明了实现方法和分析结果的正确性。     

基于网格计算的SAR回波分布式仿真

为了解决SAR分布目标回波仿真中的计算瓶颈,首次把网格计算思想引入其中.利用FTP、TCP/IP协议构建网络通信引擎服务,利用静态和动态调度算法构建网格资源调度模块,利用面向对象技术、多线程技术等构建了网格资源监测模块,网格资源管理模块、回波计算模块、仿真控制模块等,实现了SAR回波仿真网格,通过多个计算节点的协同工作来完成仿真任务.试验表明,该网格平台具有高计算效率、易搭建、易访问、价格低廉、突破地理限制等优点.     

弹载毫米波聚束SAR对地面目标成像研究

与机载合成孔径雷达 (SAR)对地面目标成像不同 ,弹载SAR具有平台运动速度快、非匀直运动和大斜视角 3大特点 ,对成像算法的实时性、运动补偿的精度和方位分辨率都提出了更高的要求。针对弹载毫米波聚束合成孔径雷达对地面目标成像的特点 ,讨论了成像的分辨率和雷达脉冲重复频率的选取等主要问题 ,提出了一种包络对齐、相位校准和非匀速运动补偿相结合的成像运动补偿方案 ,给出了基于线性谱外推技术的超分辨谱估计图像重建算法。仿真实验的结果证明了该算法的有效性     

SAR回波数据并行化模拟研究

SAR系统回波仿真的计算量巨大,为了克服传统SAR仿真耗时过长的问题,基于MATLAB/DCT(Distributed Computing Toolbox)软件平台,利用对场景划分的方法进行了SAR回波数据并行计算的仿真。仿真结果表明,该方法能明显提高SAR回波仿真效率。验证了SAR回波数据并行化仿真的可行性和有效性。     

SAR原始信号的快速仿真

合成孔径雷达(Syntheticapertureradar,SAR)原始信号仿真对于SAR系统调试,SAR信号处理算法的研究具有重要意义。基于SAR原始回波信号的特点,研究了SAR原始信号的快速仿真问题。对于SAR发射线性调频信号的情况,证明了模拟SAR接收过程的正向法和借鉴SAR成像处理逆过程的逆向法两者之间的统一性。提出了香农插值的快速实现方法。仿真实例表明,所提方法在保证仿真逼真度的前提下,具有较高的计算效率。