一种改进的多子阵合成孔径声纳波数域成像算法

针对多子阵合成孔径声纳(SAS)传统的扩展波数域(ωk)算法中STOLT插值误差引入的相位误差,提出了一种改进的适用于多子阵SAS的ωk成像算法。该算法继承了传统的扩展ωk算法能够与运动补偿相结合的优点,通过对多子阵SAS的双根号形式距离历程进行近似和单基等效化,将多子阵的回波信号等效为单阵收发合置信号,针对扩展ωk算法中STOLT变换可能引入的插值误差,通过引入新的一致距离徙动校正因子,补偿了插值导致的相位误差,实现了多子阵SAS图像的重建。仿真实验表明了该算法的有效性。     

非停走停假设下宽带斜视多子阵合成孔径声纳回波数据仿真

针对宽带斜视多子阵合成孔径声纳方位向等效均匀回波数据仿真问题,首先从合成孔径区间的选择、脉冲重复频率在不造成距离模糊和方位向多普勒频谱混叠时的设定以及多普勒中心的定义等方面给出了多子阵合成孔径声纳的参数设定方法;然后,提出了数据基线的概念及在数据基线中点的等效的单阵SAS生成方位向均匀回波数据时对PRF设定的要求;最后,通过点目标回波数据仿真验证了该方法的正确性和有效性。     

合成孔径声纳中RD和ω-k成像算法的比较

从聚焦能力和处理相关的空变特性的能力两方面 ,对合成孔径声纳中几种成像算法进行比较 .给出了RD(RangeDoppler)和ω -k算法的对水池实验数据成像的结果 .     

工程可实现的多接收阵SAS精确逐点成像算法

为了解决传统基于截断插值方式的多接收阵合成孔径声纳逐点成像算法所导致的插值误差和图像相位信息畸变的问题,根据时延和频移的对应关系,提出了一种基于频移的逐点成像算法。该方法针对图像中的每一个像素,通过频移对其考虑"停-走-停"影响的精确时延史进行校正,从而将理论上精确的逐点成像算法拓展到实际工程应用中。通过仿真实验和实测数据对所提方法的有效性进行了验证,结果表明:相对传统基于截断方式的逐点成像方法,该方法可以避免插值误差,有利于后期干涉信号的处理。     

双阵被动测距方法仿真

利用有一定间距的两部声纳基阵提供的目标方位和时延差的信息,实现对目标的被动测距。建立了测距物理模型,给出了后置距离滤波算法。通过仿真实验验证了模型的有效性,并通过分析两阵间距及时延差均方误差对测距的影响,表明了由于声场环境及特性的影响,选择适当的阵间距和时延差均方误差在实际测距试验中是非常重要的。     

结合直达波补偿的星地双站SAR滑动聚束模式频域成像算法

星地双站合成孔径雷达以星载系统为机会照射源,地面接收机接收直达波和散射波信号进行同步和成像处理。介绍了星地双站合成孔径雷达系统结构,对基于直达波进行距离向脉冲压缩后的信号调频率、距离徙动以及二维频谱的空变性进行了分析。在此基础上,运用方位向预处理过程、直达波补偿以及非线性Chirp Scaling算法,提出了适合该模型的频域成像算法,并通过点目标仿真验证了该成像算法的有效性和性能。HITCHHIKER星地双站合成孔径雷达系统实测数据进一步验证了该成像算法的有效性。     

星机双基地合成孔径雷达方位向成像性能分析

星机双基地合成孔径雷达系统中,由于收发平台运动速度差异较大,因此需要对收发波足(波足是指波束在地面的投影)的运动速度进行合理的设置,减小收发波足速度差,尽可能地提高收发波足覆盖范围和时间,进而实现高分辨率、大方位场景成像。根据收发波足覆盖时间的相互关系,分析收发波足共同覆盖范围内的方位向成像性能。分析收发波足方位向位置偏移对方位向成像性能的影响,从而对星机双基地合成孔径雷达系统的波束同步精度提出要求。仿真结果表明,所提出的方法能够很好地分析收发波足同步误差对成像性能的影响,能够为星机双基地合成孔径雷达系统设计提供重要参考。     

基于改进的相干法的InSAS三维地形生成方法

提出了一种利用时延测距进行干涉合成孔径声纳(InSAS)数字高程模型(DEM)重建的方法。重点研究了采用相干系数估计两幅合成孔径图像的时延,并利用插值和相位修正提高时延估计精度的方法。分析了时延估计过程中可能出现的时延跳变情况,并给出了解决办法。采用仿真数据和干涉合成孔径声纳样机实测数据对所提方法进行了验证,结果表明:该方法是有效的,能够获得可靠的高程结果。相比传统的干涉处理方法,该方法避免了图像配准、相位滤波、解卷等步骤,实现起来更加简便。     

鱼雷目标定位跟踪技术

对鱼雷目标进行定位跟踪是舰艇反鱼雷的关键,报警声纳能够给出水下鱼雷目标的方位信息,但仅利用方位信息对鱼雷目标进行定位跟踪是不够的。对本水面舰艇舰壳声纳和拖线阵声纳纯方位协同探测可行性进行分析,并对协同探测条件下鱼雷目标定位跟踪算法进行探讨,建立可应用于鱼雷目标定位跟踪的滤波算法模型,对其定位精度进行分析,并与最小二乘算法进行比较,通过仿真比较,最终确定出可用于鱼雷目标定位跟踪的算法模型。     

星载SAR天线阵面形变分析与补偿方法

研究了星载SAR天线阵面形变对波束输出的影响及形变补偿方法.针对未来星载SAR将采用的柔性阵面,提出了一种用于星载SAR天线的空间形变实时测量与控制的闭环系统,建立了阵面形变下阵列流形误差模型,得出小幅度形变主要影响波束的旁瓣输出,通过求解补偿形变权值的最小二乘解,使阵列形变补偿后波束输出与期望波束输出最佳逼近,并给出用于阵列误差补偿的阵列形变测量精度要求.仿真结果验证了本文方法结论的正确性与有效性.     

一种INSAS的干涉相位初值的估计方法

分析了干涉合成孔径声纳(InSAS)处理中初始相位误差对数字高程图的影响。提出了采用多点的配准时延信息估计干涉相位初值的方法,该方法可提高干涉相位初值估计的精度和可靠性。对几种配准时延信息计算方法估计的干涉相位初值进行了比较和分析。干涉仪合成孔径声纳湖试样机试验数据处理结果,验证了该方法的有效性。     

一种改进方位向非线性CS大斜视角SAR成像算法

大斜视角SAR成像时存在严重的距离走动现象,慢时域的距离走动校正在解决这一问题同时导致了聚焦深度问题.分析了二维频域解耦合后残余相位误差以及时域走动校正后的多普勒调频率误差,提出一种改进的方位向非线性CS算法,校正了三次以上距离迁徙带来的相位误差,同时采用改进非线性CS扰动方程补偿了随方位偏移量线性变化的调频率误差.仿真结果表明,改进算法的大斜视角大场景成像性能优于传统的高分辨大斜视角成像算法.     

基于多DSP系统实现的非聚焦合成孔径实时成像处理

合成孔径成像是提高图像方位向分辨率的有效方法,但算法运算量大,在机载条件下往往实时性得不到保证。采用非聚焦成像算法可以在分辨率与运算量之间作一个折衷,可以在分辨率要求不是很高而需要实时性很强的情况下,输出方位向得到较大改善的实时图像。在简要介绍非聚焦合成孔径成像原理和TMS320C6203芯片特点的基础上,着重讨论了非聚焦合成孔径成像算法基于多DSP系统的实时实现,分析了系统性能并给出了实验结果。     

运动补偿与UWB SAR中RD成像算法结合的实现方法

分析了机载合成孔径雷达(SAR)中载机运动误差对接收信号的影响,指出在运动补偿处理中可以将距离向误差分解为空不变项和空变项,在此基础上采用一阶和二阶运动补偿的方法来对两个误差项进行补偿.为了将测量的运动误差数据应用到高分辨率成像中,提出了一种与距离多普勒(RD)成像算法相结合的运动补偿方案.通过对仿真数据的测试,本文方法得到了验证.     

基于TMS320C6678三维成像声纳信号处理算法的设计与实现

针对三维成像声纳在实际应用当中实时性的需求,在分析三维成像声纳波束形成算法原理和TMS320C6678多核任务并行处理的基础上,设计了基于TMS320C6678处理芯片的三维成像声纳二维波束形成算法的并行实现方法。该方法不仅能有效地完成二维波束形成,还能减少波束形成的计算量,满足系统的实时性需求。实验表明:该方法有效、可靠地完成了2304通道的二维波束形成,角度分辨率优于1°,满足实际系统实时性要求。     

垂直线列阵无源定位精度分析

提出了一种基于垂直线阵的系统,给出了定位模型,并简要介绍了其定位原理.利用由时延引入的距离、高低角和观测得到的方位角信息,建立了三维坐标系下的状态方程和观测方程.通过理论分析和仿真计算,讨论了声速测量误差、时延估计误差和阵元位置误差对系统定位精度的影响,给出了时延估计误差的克拉美-罗下界.综合时延估计、基线横纵扰动、三类误差的影响,在一定条件下,对目标距离估计的相对误差可控制在20%以内.     

基于直达波补偿的星地双站SAR滑动聚束模式频域成像算法

星地双站合成孔径雷达以星载系统为机会照射源,地面接收机接收直达波和散射波信号进行同步和成像处理。本文介绍了星地双站SAR系统结构,对基于直达波进行距离向脉冲压缩后的信号调频率、距离徙动以及二维频谱的空变性进行了分析。在此基础上,基于方位向预处理过程、直达波补偿以及非线性Chirp Scaling算法,提出了适合该模型的频域成像算法,并通过点目标仿真验证了该成像算法的有效性和性能。星地双站SAR实测数据进一步验证了该成像算法的有效性。     

转向机动拖曳线列阵空间谱稀疏重构

目标左右舷模糊是利用常规单根拖曳线列阵声纳探测目标时最具欺骗性的干扰之一,严重制约了拖线阵声纳的实际探测效能。根据拖线阵转向机动过程中的目标方位变化特征,提出了一种机动拖线阵空间谱稀疏重构方法。建立了拖线阵在转向过程中的接收信号稀疏模型;构建了基于多个波束域快拍的空间谱联合稀疏重构模型,采用前后向算子分裂方法进行高效的迭代求解。数据仿真结果表明,与常规波束形成方法相比,该方法可以有效地抑制左右舷模糊目标,同时具有更好的角度分辨率。最后通过海上试验数据初步验证了该方法的可行性。     

基于方位量测的舰艇对潜定位技术研究*

结合舰艇拖曳线列阵声纳实际搜潜装备,利用舰载线列阵声纳测得的潜艇目标方位信息,建立了基于方位量测的舰艇对潜艇目标定位的数学模型,给出求解潜艇运动参数的定位算法,并对定位误差进行了分析,在定位模型及算法的基础上,仿真研究了潜艇与舰艇之间的初始距离、舰艇测得潜艇目标初始方位角、潜艇航向等因素对定位性能的影响,给出仿真结果并进行了分析,该结果对于指导实际反潜具有一定的实用价值.     

基于方位量测的舰艇对潜定位技术研究

结合舰艇拖曳线列阵声纳实际搜潜装备,利用舰载线列阵声纳测得的潜艇目标方位信息,建立了基于方位量测的舰艇对潜艇目标定位的数学模型,给出求解潜艇运动参数的定位算法,并对定位误差进行了分析,在定位模型及算法的基础上,仿真研究了潜艇与舰艇之间的初始距离、舰艇测得潜艇目标初始方位角、潜艇航向等因素对定位性能的影响,给出仿真结果并进行了分析,该结果对于指导实际反潜具有一定的实用价值。