基于光学辅助标定的机载惯导初始对准关键技术

针对当前航空兵部队飞机执行作战、训练任务出动快速,急需提升机载惯导系统初始对准时间和精度的需求,提出一套适合机载惯导系统快速对准的新体系结构方法,包括基于光学辅助标定的载机航向角测量基本原理、工作流程、测量算法及算法误差分析.基于上述技术与方法,从算法实现精度角度,对算法涉及的关键指标进行仿真验证,为光学辅助系统设计与...     

基于自准直反射法的光学中心偏检测系统研究

提出了一种基于自准直反射法测量光学中心偏的检测方法,分析了其测量光学中心偏的基本原理,在此基础上设计了基于自准直反射法的光学镜组中心偏检测系统。系统采用CV-A1型CCD探测器组件,以轴向晃动≤1″、径向跳动≤1μm的高精度基准轴工作台配合PIV研华工控机进行数据采集和图像处理,系统测量精度为:角度≤2,″线度≤0.01 mm。实际应用表明,该系统适用于1.06μm激光探测系统光学镜组的在线装校及系统中心偏检测,也可用于其它光学系统中心偏的测量。     

衰落信道下基于正交频率码分复用的精确时间测量

针对衰落信道下的精确时间测量,给出基于正交频率码分复用技术的高精度时间测量算法。在不降低最大不模糊时间的前提下,通过时间延时、信道衰落、相位噪声参数的联合迭代估计,有效克服了频率选择性信道的衰落与相位噪声对时间测量的影响。仿真结果表明:联合迭代算法提高了时间测量的归一化均方根误差性能。     

天基光学短弧观测约束域的粒子群优化定轨方法

针对空间目标定轨问题,提出一种利用两段天基光学短弧观测数据的粒子群优化定轨新算法。在介绍天基光学短弧观测测量帧集、测量约束域及目标函数构造的基础上,为解决已有的基于网格搜索思想寻优的算法存在的多解、局部最优解及运算量过大等问题,提出了一种利用粒子群优化算法在约束域内对目标函数值寻优达到定轨目的的新算法。对算法的性能进行了仿真验证。多次仿真结果表明:该算法大大降低了计算量,且有效地解决了目标函数多解和局部最优解问题,对目标定轨的精度与定轨算法的克拉美罗下限接近。     

双目视觉测径仪的单CCD实现

利用双目视觉原理进行直径测量,通常需要2个CCD相机,2个相机间的空间相对位置不易确定,从而影响测量结果的精度.用1个CCD相机来实现双目视觉测径,不仅可以节省1个昂贵的相机,而且可以使空间位置比较容易确定.文中给出了测量原理及最终直径的求解方法.     

一种稳健的循环平稳信号时延估计算法

基于信号循环平稳特性的时延估计算法具有较强的抗干扰和抗噪声能力,但循环频率误差时性能下降严重。针对这一问题,首先分析了循环频率误差对循环时延估计算法中,循环互相关函数相关法估计性能的影响,进而提出了一种对循环频率误差稳健的改进循环时延估计算法。改进算法通过两次搜索确定循环频率的真实值。仿真实验结果表明,改进算法可以有效地校正循环频率误差,最终使时延估计误差与无循环频率误差时基本相同。     

基于RLS算法的自适应逆控制系统的研究

提出了一种基于RLS算法的自适应逆控制系统,并对最小相位对象和非最小相位对象分别用此系统建模,进行仿真研究.仿真结果表明,基于RLS算法的自适应逆控制系统的收敛速度快,抗干扰性能好,而且得到的稳态误差较小.     

机抖激光陀螺捷联系统姿态算法优化设计

机械抖动激光陀螺捷联惯性导航系统中通常要对陀螺信号进行预滤波处理以消除抖动偏频,数据滤波后其幅值和相位的变化引入了附加的姿态算法误差.为了减小此误差,研究了抖动解调滤波器的特性以及数据滤波对系统姿态算法精度的影响,推导了与滤波器匹配的姿态算法优化公式.优化算法仅修正了传统算法系数,不增加算法实现难度.仿真和实验表明,优化算法能有效减小滤波器引入的附加姿态算法误差,明显改善算法精度,有很高的工程实用价值.     

量测预测值对量测值信任度的异质传感器融合

针对异质传感器目标跟踪系统可能出现的传感器漏检现象,基于多传感器融合的量测预测值对各传感器量测值的信任度算出任意两传感器量测值之间的相似度,利用概率源合并理论和非负矩阵特征向量理论算出各传感器量测值与其他传感器的综合相似度,以此确定每个传感器的权重.该算法实时调整各传感器量测值的融合权重,有效地抑制了漏检传感器量测值对量测融合值的不利影响.仿真结果表明,该算法有效地解决了传感器的漏检问题,提高了系统的跟踪精度.     

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.     

光栅型波前曲率传感器原理与相位恢复研究

对一种新型的基于扭曲衍射光栅的波前曲率传感器原理进行了数值模拟,应用基于Gesrchberg-Saxton(GS)算法的误差减少法对这种波前传感器进行了相位恢复数值模拟。当畸变波前幅度变大时,恢复残差变大;当迭代精度变大时,恢复残差也会变大。     

基于相位恢复技术的二维相位解包络算法

介绍一种新型的二维相位解包络算法。该算法的原理是将被解包络的相位作为输入光场,通过光学衍射计算得到其远场衍射光场的光强分布,然后使用相位恢复算法进行优化计算,得到一组用于表达连续波面的最佳Zernike多项式参数。此算法的特点在于,结合已成熟的相位恢复算法,波面解包络的唯一性和准确性可得到充分的保证;同时利用光场衍射计算,可方便地通过对衍射光强的滤波实现对相位噪声的抑制。实验验证了该算法的有效性。     

嵌入遗传算法的顺轨干涉SAR海表流场反演新方法

顺轨干涉SAR海表流场探测技术研究对于实现流场探测的全球化、精细化具有重要作用。为了提高海表流场迭代收敛速度和参数反演精度,依据校正系数的参数特点构建适应度函数的约束关系,将校正系数设计问题转化为仿真干涉相位与实测干涉相位差和雷达、平台参数约束条件下的比例因子选择问题,进而设计遗传算法计算校正系数的技术方法,并嵌入海表流场迭代反演算法,从而构建一种反演新方法。星载SAR数据仿真实验结果表明:海表流向反演的均方根误差优于10.0°,海表流速的均方根误差优于0.1 m/s,这符合海表流场反演精度要求。改进的海表流场反演算法可减少2~3次迭代,有效提高了反演效率。研究对于提高顺轨干涉SAR海表流场探测的实效性和准确性具有重要意义。     

自适应逆控制FXLMS算法有源噪声控制仿真研究

前馈有源噪声控制方法可在较宽的频带有效,使之获得了广泛的应用.在前馈有源噪声控制中,直接使用传统的FXLMS算法时,由于次级通道传递函数往往是非最小相位系统,导致系统的性能下降.文中提出一种基于非最小相位系统逆控制的自适应前馈有源噪声控制FXLMS算法,用带宽随机噪声信号和实测风机通风管道噪声信号进行仿真实验研究,结果表明,较传统的FXLMS算法有明显的改进.     

非均匀光强对曲率型自适应光学系统的影响

在高斯光强和光强存在正态随机起伏情况下,研究了一种37单元的曲率型自适应光学系统对低阶Zernike像差的校正效果,并和均匀光强时的校正效果进行了比较.光强为高斯分布时,光强的不均匀性对Zernike像差的校正带来了一定的影响,对于曲率为零的Zernike像差影响较小,对曲率不为零的Zernike像差影响较大.光强存在正态随机起伏时,对各阶Zernike像差的校正影响较小,曲率为零的Zernike像差的校正效果好于曲率不为零的Zernike像差的校正效果.结果表明在光强起伏不严重的情况下,该37单元曲率型自适应光学系统对低阶Zernike像差可以较好地校正.     

双天线干涉SAR系统无控制点场景的高精度参考相位快速估计算法

为解决无控制点场景参考相位的快速估计问题,对影响参考相位的因素进行理论分析,给出参考相位与影响因素的解析关系式。结合系统参数进行仿真分析,分析参考相位对高程误差的影响。根据分析结果,结合外部粗精度高程数据、滤波后的干涉相位及相干系数,提出高精度参考相位快速估计算法,并给出算法详细实现流程。对实际机载双天线干涉合成孔径雷达系统获取的数据进行处理,结果表明:算法在文中的系统参数下可以达到优于2 m的相对高程精度,处理4096×6560像素的数据块时,参考相位估计速度至少增大20倍。     

双天线干涉SAR系统无控制点场景的参考相位高精度快速估计算法

在双天线干涉SAR系统中,对无控制点的场景通常采用同名点传递的联合定标方法估计参考相位,非常耗时。为解决无控制点场景参考相位的快速估计问题,本文首先对影响参考相位的因素进行理论分析,给出了参考相位与影响因素的解析关系式,并结合系统参数进行了仿真分析;进而分析参考相位对高程误差的影响。根据分析结果,结合SRTM的粗精度DEM数据、滤波后的干涉相位及相干系数,提出高精度参考相位快速估计算法,并给出了算法详细实现流程。通过对实际机载双天线InSAR系统获取的数据进行处理,表明本文算法在文中的系统参数下可以达到优于2m的相对高程精度,处理4096×6560的数据块时,参考相位估计速度要快20倍以上。     

有耗媒质中目标体散射特性的TSNU-PSTD模拟

结合PML边界条件的傅立叶时域伪谱(PSTD)算法已被广泛用于模拟电磁波传播和目标散射,但传统的PSTD方法在每个坐标方向上需要均匀分布的空间坐标网格点,因而不能够很好地模拟曲面目标和与网格空间尺寸不一致的目标,基于变空间非均匀网格的PSTD(TSNU-PSTD)方法可以很好地克服这些不足。将CFS-PML边界条件应用在PSTD算法中,并将其与TSNU-PSTD方法相结合模拟了大范围有耗媒质中介质体目标的电磁散射,部分计算结果与FDTD计算结果进行了比较。仿真结果表明,TSNU-PSTD算法只需平均每波长分成3个网格就可以得到令人满意的计算结果,可高效地分析大范围有耗媒质中曲面形状目标体的散射特性。     

DS/PM双模应答机接收信号的快捕技术

提出了一种星用直扩/调相(DS/PM)双模式应答机接收信号快速识别和捕获的算法,并分析了该算法的性能。与传统的处理方式相比,该算法通过对共同处理部件(FFT/IFFT)的复用在提高系统性能的同时优化了系统结构,降低了对硬件规模的要求。解决了高动态、低信噪比和大多普勒频移环境下捕获时间与检测性能的矛盾,对研制星用DS/PM双模式应答机有很好的参考价值。     

Determination of Direction of Arrival of Seismic Wave by a Single Tri-axial Fiber Optic Geophone

A fiber Bragg grating (FBG) geophone and a surface seismic wave-based algorithm for detecting the direction of arrival (DOA) are described. The operational principle of FBG geophone is introduced and illustrated with systematic experimental data, demonstrating an improved FBG geophone with many advantages over the conventional geophones. An innovative, robust, and simple algorithm is developed for obtaining the bearing information on the seismic events, such as people walking, or vehicles moving. Such DOA estimate is based on the interactions and projections of surface-propagating seismic waves generated by the moving personnel or vehicles with a single tri-axial seismic sensor based on FBGs. Of particular interest is the case when the distance between the source of the seismic wave and the detector is less than or comparable to one wavelength (less than 100 m), corresponding to near-field detection, where an effective method of DOA finding lacks.