空间激光成像目标精确侦察技术

合成孔径激光成像、激光反射层析成像是最有可能在空间目标成像侦察中得到应用的精确侦察手段。分析了两种激光成像方法的原理,分别构建了各自实验系统,完成了关键技术验证实验,得到了一些重要结论。结合空间目标精确侦察需求,给出了两种系统的设计方法,指出了需要重点突破的关键技术。研究表明,随着激光器、探测接收等关键技术的成熟,将为研制天基空间激光成像目标精确侦察技术奠定基础。     

1.06μm激光仿真测试中Mie散射影响分析

结合室内激光跟踪探测器仿真测试中脉冲激光目标指示信号的发射、传播和探测过程,探讨1.06μm波长脉冲激光大气传输中气溶胶米氏(Mie)散射对激光探测和跟踪的影响规律.通过建立室内气溶胶散射模型,进行激光指示散射信号传输的建模与仿真计算.数学仿真和实际测试数据的对比分析表明,该计算模型具有较高精度,为设计激光跟踪探测器探测和跟踪仿真测试布局和采取减小散射影响措施提供了参考.     

基于合成孔径原理目标散射测量中的运动误差补偿

在应用基于合成孔径原理的水下目标散射特性测量新方法时,目标总会存在偏离匀速直线的运动误差,导致图像散焦甚至无法成像,从而不能得到目标二维散射特性.针对上述问题,从水下目标的六自由度运动误差入手,分析运动误差对成像的影响,采用基于运动测量系统的逐点运动补偿方法对回波信号进行处理,给出了计算机仿真试验结果.仿真试验得到了较好的成像结果,验证了运动补偿的有效性.     

远程毫米波高分辨雷达系统关键问题研究

通过仿真计算,从工作频段、目标探测与成像能力、大气传输特性等方面分析毫米波雷达特点。通过对西方国家典型毫米波雷达的指标和技术特点进行分析,给出毫米波雷达发展趋势。针对我国空间目标探测需求,分析研究了我国远程毫米波雷达系统设计的总体问题,梳理分析了制约雷达系统设计的关键技术,提出了技术解决途径。     

基于解线频调ISAR成像与散射中心匹配的弹道目标识别

为了能充分利用目标的散射中心进行弹道目标识别,提出利用解线频调的方法,通过对距离向和方位向进行快速傅里叶变换(FFT),实现对目标散射中心成像,然后从目标ISAR像中提取目标特征信息。最后提出了一种新的匹配识别的方法实现对目标的分类识别,该方法利用提取的散射中心的位置和幅度信息,通过构造匹配度矩阵,判定目标所属的类别。仿真实验表明,该方法在设定情况下具有良好的目标识别能力。     

ISAR雷达欺骗式干扰信号生成算法

宽带ISAR雷达能够从目标回波中计算得出众多目标特征,对ISAR雷达的干扰信号必须高逼真地模拟目标的电磁散射特性和运动特性。从弹头目标电磁散射机理出发,分析了干扰信号生成流程,提出二维成像干扰的实现方案。针对虚假目标特性模拟问题,提出基于一维距离像模板合成欺骗干扰信号的算法。算法采用距离像模板与实际宽带ISAR信号的卷积调制处理,生成的干扰信号能较好地反映目标的电磁特性。通过多个脉冲的模拟,生成的干扰信号也能够准确反映目标的运动特性。仿真实验对暗室测量数据和HRRP模板数据进行成像效果对比,验证了算法的有效性。该算法对二维成像干扰机的工程设计具有指导意义。     

舰船动态散射回波建模与稳定性分析

研究舰船在动态条件下的散射特性对于目标识别而言具有重要的价值。以"提康德罗加"级巡洋舰为例,首先简要介绍了舰船静态散射特性数据的获取方法,其次以切片理论为核心建立了完整的水动力学模型,进而对舰船的动态散射回波进行了仿真。最后对仿真数据进行了统计分析,获取了舰船在不同海况、不同入射余角条件下的回波稳定性估计,并通过与外场实测数据的比较间接验证了模型的可信性。研究结果可为海面雷达目标识别提供一定的理论支撑。     

装备网络安全靶场架构设计研究

借鉴美国网络空间靶场建设思路,分析国内网络靶场建设基本情况,对靶场框架目标和框架能力进行了描述,分析了涉及靶场建设的5项关键技术,按照统一规划、技术先进性、通用性、可扩展性原则进行结构设计和功能设计,根据靶场实际需求和资源现状,采用云平台和虚拟化技术,对装备网络安全靶场进行分层设计,为满足靶场内场试验与外场试验需求,预...     

脉冲雷达中频信号记录与事后处理研究

为了在靶场试验中充分利用现有雷达进行目标特性测量并挖掘其测量潜力,提出一种脉冲雷达中频信号检前记录和事后高精度处理结合的方案。首先,针对靶场脉冲雷达回波特点,给出一种高速、大容量中频信号采集记录方法;然后,研究了从现有脉冲雷达记录数据中提取飞行目标幅度反射特性的方法;最后,基于记录数据分析了高精度相位信息提取方法并给出了相位信息提取结果。通过分析靶场雷达试验数据,证明该方案增强了现有雷达性能,可以反演目标运动特性进而为靶场飞行试验提供辅助判决。     

可见光成像制导半实物仿真中的图像生成技术

目标成像仿真系统是半实物仿真试验中的关键设备,计算机图像生成技术又是成像仿真中的一项关键技术。根据可见光成像制导半实物仿真的需求,从星体数据的坐标转换、星体和目标的位置和亮度控制,以及在计算机仿真的虚拟空间中导引头与目标之间的相对关系等方面,讨论了目标/星光背景动态场景的软件研制过程,实现了高帧频目标/星光背景场景的动态生成,并在仿真试验中得到应用。     

大地靶场地面散射特性的测试方法

通过对大地靶场地面电磁环境特性的分析,依照大地靶场对武器系统工作状态的影响,提出了大地靶场地面散射特性的测试原理。同时对测量方法、测量系统等,也作了具体的分析论证,这对武器系统的研制、生产、试验等环节及地杂波特性的研究具有重要的意义。     

基于3DS的ISAR二维散射点模型仿真

当前,对ISAR成像和目标识别的研究很多,但用于ISAR成像和目标识别的目标模型大都相对简单.建立一种新的ISAR二维散射点模型,生成目标各种姿态的二维散射点数据库.首先选用3DS为散射点生成模型,以此为基础完成模型简化和信息抽取.然后根据目标姿态变化,计算转换坐标,并以F16战斗机为例生成二维散射点图像.最后采用步进频雷达信号对目标散射点模型进行ISAR成像.所建立的目标二维散射点模型可以用于ISAR成像和目标识别研究.     

靶场光测图像实时判读系统设计与方法

研究了靶场光学测量图像实时判读的若干关键技术,并据此设计实现了一套实时判读解算系统。目标自动捕获、跟踪和判读特征高精度定位是实时判读的难点问题,分别采用了形状相似度分析、在线区域跟踪学习、迭代轮廓匹配定位多判读点等技术;在此基础上,根据实时处理的时效性要求高、可并行程度强以及流程时序严格等特点,采纳分布式架构融合业务流程管理的软件体系结构设计模式,实现了数据与流程的集中管理、多站图像并行判读、数据驱动的解算方法自动选择与友好的用户界面。以航空靶场空中发射试验任务为例,通过实验验证了系统的可行性和时效性。该系统可扩展应用于各类靶场试验,满足用户实时获取并分析武器试验数据的需求。     

多角度合成孔径雷达成像技术研究进展

多角度合成孔径雷达成像探测技术,可有效解决传统单角度合成孔径雷达成像中存在的目标遮挡和叠掩问题。从多角度合成孔径雷达成像理论、成像算法和技术应用现状3个方面,详细介绍了多角度合成孔径雷达成像技术的国内外发展现状,总结分析了多角度合成孔径雷达成像目标散射特性建模、观测角度间距优化、发射波形设计、成像算法等关键技术,最后展望了其在成像处理和实际应用两方面的发展趋势。     

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。     

无人机警戒雷达仿真系统的建模与仿真

针对海面静止和移动目标的探测、感知、识别、成像等问题,建立了由数据/控制接口、人机界面及多个算法模块组成的无人机警戒雷达仿真系统。系统采用模块化方法对目标运动特性、环境特性和警戒雷达的功能特性进行建模与仿真,主要用于模拟现实装备中此类载荷的基本功能,从数字化仿真层面实现了无人机警戒雷达载荷功能的再现与性能测试,并能完成与指挥控制台之间的信息交互,同时系统具有很好的可扩展性,可以作为整个作战仿真系统的一部分,嵌入到更复杂的作战仿真系统中。     

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。     

基于散射探测的鱼眼激光告警方法

分析了鱼眼激光告警系统的工作原理,建立了基于散射探测的鱼眼激光告警系统的探测模型,推导出系统的目标光斑成像公式及目标光斑到达探测系统的单像元能量公式,最后引用美国休斯飞机公司AN/TVQ-2激光目标指示器参数进行数值模拟分析,得出激光传输距离及鱼眼告警系统设置高度与探测器单像元能量的关系。     

装甲车辆电磁散射特性模型的建立与仿真

针对如何高效求解装甲车辆等复杂目标的电磁散射特性的难题,利用有限元法(Finite Element Method,FEM)和物理光学(Physical Optics,PO)法对复杂装甲车辆进行3D几何建模和电磁学问题描述.通过Ansoft HFSS电磁仿真系统,对其电磁散射特性进行有限元电磁仿真求解,直观形象地解算出装甲车辆高频散射电磁场的雷达截面积(Radar Cross Section,RCS)分布状态,包括电磁波对装甲车辆不同入射面的RCS在水平、垂直方向上的电磁变化特性,为装甲车辆隐身、反隐身设计,雷达系统设计以及雷达目标识别提供数字化、信息化技术支撑.     

多成像模式下舰船目标SAR成像仿真

针对典型工作模式下舰船目标SAR(synthetic aperture radar)成像仿真应用,建立了条带模式、聚束模式、扫描模式下电磁信号发射与回波传输模型.基于面元法将舰船目标三维模型划分为多个三角形面元,利用弹跳射线法计算舰船目标各面元的一次散射和多次散射,仿真SAR回波信号.采用距离多普勒成像算法消除回波混叠...