基于成像质量的进动参数估计

弹道导弹的进动特性是弹道目标识别的重要依据之一。针对弹头目标的中段进动参数估计问题,提出了基于成像质量的进动参数估计算法,并实现了搜索参数的有效降维。算法合理挖掘了弹头的结构特性和散射特性,只需通过对进动角的一维搜索就可得到进动参数的估计,实现了弹头尺寸未知条件下的进动参数估计。仿真实验结果验证了算法的有效性。     

利用HRRP序列提取弹道目标进动周期

进动是中段弹头的特有属性,依靠提取进动周期进行目标识别有很大的理论和实际意义。首先建立了中段弹头的圆环边缘滑动散射点模型,并给出各散射点的坐标表示。在此基础上,利用解线频调算法,通过控制慢时间采样间隔获取一维距离像序列,得到目标在不同姿态角下的成像结果。最后,分析成像序列特征,提出了一种新的进动周期估计算法。仿真实验表明,所提方法能够准确有效地提取目标的进动周期。     

目标进动的雷达特征分析

在采用刚体姿态动力学对锥体目标进动进行理论分析的基础上,针对锥体目标上存在和不存在随目标旋转的散射结构的情况,对锥体目标进动时的雷达目标特征的周期性进行了讨论,建立了锥体目标进动时的雷达回波模型,通过仿真数据提取目标空间进动和自旋参数,验证了模型的正确性。     

基于几何解算的飞机三维姿态测量方法

针对单站光测图像,提出一种基于目标形状特征的三维姿态测量方法。在已知飞机外形尺寸、光测设备成像参数以及飞机与光测设备之间距离的情况下,根据飞机参考平面(水平机翼所在平面)与成像平面平行和不平行时成像尺寸的差异,可以估计出飞机参考平面相对于成像平面的位置关系,从而得到飞机相对于摄像坐标系的三维姿态,再通过坐标转换即可得到飞机相对于大地坐标系的三维姿态。该方法充分利用了目标和成像设备的先验知识,避免了复杂的模型匹配过程,具有较好的准确度和实时性,对目标的精确控制和跟踪具有重要意义。     

锥体空间目标基于进动特性识别

为了研究基于空间锥体目标进动特性的识别方法,通过对空间锥体目标的弹道建模,分析了进动锥体目标姿态角变化,引入平均视线角变化对回波RCS的影响,推导了空间锥体目标相对雷达波的姿态角计算公式,分析RCS随时间变化关系,通过回波RCS序列估计进动周期及进动角参数,以惯量比为特征,提出弹头和诱饵的识别方法,仿真试验证明了算法的有效性.     

基于雷达距离像的锥体目标进动参数估计方法

提出了一种基于雷达一维距离像序列和雷达测轨信息的飞行进动锥体目标的微动参数估计方法。首先对飞行锥体多次观测,得到各个时刻目标的雷达高分辨一维距离像,提取距离像的径向长度。再综合利用各个时刻的距离像径向长度、锥体质心的轨道位置信息,用最优估计的方法提取进动周期、进动角、锥体高度等主要参数。为了提高参数估计的效率,采用分步估计的方法,先利简化的数学模型粗估,再基于粗估结果利用精确模型二次估计,得到最终结果。对仿真数据进行了处理分析,证明了所提出方法的正确性和有效性。     

参数化时频分析的匀加速旋转目标ISAR成像

对于机动目标,运动补偿后目标相对于雷达的转动不能近似为匀速转动,而是更接近于匀加速转动,此时传统的距离多普勒成像算法不能得到很好的成像结果.分析总结了几种针对非匀速转动的时频联合分析算法,提出了一种基于参数化时频分析-AGCD快速算法的匀加速旋转目标成像算法,仿真表明了该算法具有精度高、速度快且无交叉项的优点,比原有的一些算法有较大的改进.     

球形光电成像系统空间目标跟踪的转台控制

针对光电成像跟踪系统需要超大视场及高机械集成度以满足航空设备对重量和体积的特殊需求,采用球形步进电机作为光电成像跟踪转台的执行机构,提出一种空间目标跟踪的转台控制方法。首先将空间目标的位置转换为三维转动群的群元,群元采用四元数作为三维旋转的数据结构,然后构建转台在空间步进旋转的路径图,并设计在不同空间位置下的目标跟踪方法,仿真结果表明球形转台控制方法进行目标跟踪的有效性,转台可以较快地搜索到通往目标位置的最佳路径,从而实现目标跟踪,跟踪误差取决于目标的具体位置,同时光电传感器在系统存在扰动时进行重新定位有着重要的意义。     

基于高精度景象匹配的SAR平台定位方法研究

为了提高SAR平台定位精度，本文提出了一种基于景象匹配的SAR平台定位的方法。该方法利用成像中间时刻SAR平台与SAR图像中心线上物点共线的特性，先在图像中心线上均匀选取若干点作为匹配点，并与光学基准图进行高精度景象匹配获取它们的物点坐标；然后根据这些物点坐标估计出图像中心线在当地水平面投影的直线方程；最后利用直线信息和斜距高度信息计算SAR平台在水平面上的投影点位置，进而计算得到成像中间时刻SAR平台的空间位置。为了进一步提高匹配精度，分别提出了对正侧视和斜视SAR图像匹配区域进行几何粗校正的方法。本文还分析了不同误差因素对平台定位精度的影响，并给出了精度估计公式。仿真和实际图像实验结果表明，本文方法正确可行，具有较高的定位精度，具备工程实用价值。     

激光成像雷达空间目标探测与识别技术

研究了激光三维成像雷达在动能拦截器空间目标探测与识别方面的应用。首先介绍了激光3D成像雷达系统基本原理,然后设计了激光3D成像雷达目标识别的工作流程,最后提出了基于旋转图像转换的3D目标识别算法。进一步探索了红外+LADAR主被动复合光学成像导引头在空天防御拦截武器目标探测与识别的应用,分析了复合光学导引头的关键技术,给出了相应的成像结果。     

自适应模板匹配在坦克火炮稳定精度测试中的应用

在坦克火炮稳定精度测试中采用了模板匹配,给出了测试系统的工作原理,对基于归一化相关度量的模板匹配进行了分析,针对目标可能发生的变化对匹配结果产生的影响,提出了自适应模板匹配的算法,并详细阐述了初始模板确定、目标运动估计和模板更新的方法.最后,用实验的方法证明了自适应模板匹配在坦克火炮稳定精度测试中的优势.     

基于时间-距离像的弹道目标进动特征提取

提出了一种联合宽带雷达多视角距离像进行弹道目标进动特征提取的方法。建立了锥柱体进动模型,并对散射点径向距离进行了分析。运用广义Hough变换提取散射点距离像的曲线参数。定义粗匹配和精匹配选择门限,根据提取的曲线参数信息来对散射点进行匹配,再由散射点初相差的不同进行散射点类型识别。最后,联立两部雷达提取同一散射点的曲线参数求解出进动角θ,再联立多视角距离像信息方程组进行目标的结构参数和雷达视角的求解。仿真结果验证了算法的正确性和有效性。     

基于高精度景象匹配的SAR平台定位方法

提出一种利用SAR图像与光学基准图高精度匹配实现SAR平台定位的方法。利用成像中间时刻SAR平台与SAR图像中心线上物点在水平面的投影共线的特性,在图像中心线上均匀选取若干点作为匹配点,并与光学基准图进行高精度景象匹配获取它们的物点坐标;根据这些物点坐标估计出图像中心线在当地水平面投影的直线方程;利用直线信息和斜距高度信息计算SAR平台在水平面上的投影点位置,进而计算得到成像中间时刻SAR平台的空间位置。为了进一步提高匹配精度,分别提出对正侧视和斜视SAR图像匹配区域进行几何粗校正的方法。还分析了不同误差因素对平台定位精度的影响,并给出精度估计公式。仿真和实际图像实验结果表明,方法正确可行,具有较高的定位精度,具备工程实用价值。     

基于GPS载波相位差的炮弹滚转角测量方法

针对高速旋转炮弹滚转角的测量问题,在分析了相邻天线载波相位与滚转角数学关系的基础上,将载波相位差作为弹体滚转角的量测,最后使用扩展卡尔曼滤波技术估计弹体滚转角和滚转角速率。实验和数字仿真结果表明基于GPS载波相位差的滚转角测量方法在工程应用上是可行的,为高速旋转制导修正炮弹滚转角的实时测量提供了一种技术途径。     

时间距离像消隐时弹头进动与结构参数估计

考虑弹道目标时间距离像存在消隐现象,提出了一种弹道目标微距离变化曲线断续时进动与结构参数提取方法。首先,建立了弹道中段目标宽带回波模型,推导了散射中心微距离变化曲线理论公式;其次,提取了时间距离像中各散射中心的微距离变化曲线,据此提出采用选点方法实现目标进动频率和平动参数联合估计,完成了弹道目标时间距离像的平动补偿;最后,利用扩展Hough变换方法进行补偿后断续微距离变化曲线的检测,基于各散射中心间的相对位置信息实现了弹道目标的结构参数提取。电磁仿真实验验证了该方法的有效性。     

基于方位和线谱频移的TMA新算法

提出了一种基于方位和线谱频移序列的目标运动分析新算法,解决了方位序列估计器工作点漂移方法中初始方位漂移角度较难确定的问题;提出了一种新的多普勒频移匹配估计器,不需要预先提取目标线谱即可估计目标运动参数,并且有效地加快了目标运动参数解算的收敛速度.海上实验数据处理结果表明该算法较以往同类算法在收敛速度和解算精度等性能上有明显改进.     

空中非合作目标旋转部件位置估计方法

针对当前空中非合作目标中旋转部件位置估计方法稳健性不足的问题,在分析旋转部件在高分辨距离像和逆合成孔径雷达像中分布特性的基础上,提出应用逆合成孔径雷达像的方位向距离单元熵和局部径向距离单元熵的旋转部件位置估计方法。该方法能够提升空中非合作目标逆合成孔径雷达成像过程中旋转部件信号分离的准确度。仿真数据和实测数据处理结果证明了所提方法的有效性,通过在实测数据中叠加额外噪声,进一步检验了所提方法对噪声的稳健性。     

结合局部描述和拓扑约束的直线段匹配算法

针对弱纹理目标匹配问题,提出了一种基于直线局部邻域梯度信息和全局结构信息的直线匹配算法:对均值标准差直线描述符进行改进用于初始匹配;利用直线间的全局拓扑结构滤除误匹配;利用迭代拓扑滤波寻找更多的匹配,同时引入全局角度约束提高算法效率并进一步滤除错误匹配。实验表明,在光照变化、图像旋转、图像模糊、尺度变换、视点变化等条件下,该方法都具有很强的鲁棒性,并在匹配效率和准确度上优于现有的两种比较流行的方法。     

宽带单脉冲雷达实测数据三维成像的平面视觉形态表示

针对宽带单脉冲雷达实测数据三维成像结果难以直观表示的问题,研究了平面视觉形态表示方法。所谓平面视觉形态,是指用设想的人眼沿着雷达波束方向观测得到的目标结构向适当平面的投影。为获得波束依赖平面视觉形态表示,给出了从实测数据中计算雷达波束方向的方法并从目标尺寸准确估计的角度分析了获取雷达波束方向的必要性,在确定波束方向的基础上,根据投影平面确定新的坐标系,并给出了从雷达观测坐标系到新坐标系的坐标旋转方法。给出了某民航飞机实测数据三维成像处理结果在雷达观测坐标系中的投影表示和新坐标系中的平面视觉形态表示,通过两种表示的对比分析,显示了平面视觉形态表示对特征提取的价值。     

使用SBIR序列帧的动目标滤波

本文根据多帧的以空间为基础的红外(SBIR)数据为动目标探测和跟踪提出了三维(3-D)有限脉冲响应(FIR)滤波器。在Ip意义上提出一个最佳的3-D FIR滤波器设计技术,它适于上述应用。该技术是在公开发表的文章中介绍的第一种3-D FIR设计技术。提出了定向、匹配和自适应的3-D滤波技术。滤波以前,需要估计杂波均值并扣除均值。讨论了处理机动目标的定向和/或匹配滤波器的实时实现并提出了滤波器的设计方法。最后根据实际的SBIR数据进行所提出的滤波器与其他现有的3-D FIR和无限脉冲响应(IIR)滤波器的性能比较,由此说明所提出的3-D滤波器的优点。