基于双星编队SAR的差分干涉研究

结合系统特点,分析了利用双星编队SAP,进行差分干涉测量的特殊性和优越性,对双星编队SAR的立体基线进行分解,得到了差分干涉的有效基线分量,建立了双星编队SAR的差分干涉模型,并利用冗余图像采用数据融合的方法提高了测量精度,用地形形变量检测的仿真实验验证了模型和方法的正确性和有效性.     

合成孔径雷达的主要发展方向

首先简要介绍了合成孔径雷达(SAR)产生和发展的历程,其次对当前合成孔径雷达研究的一些主要的热点和发展方向:多参数SAR、干涉SAR、超宽带SAR、激光SAR,尤其是小型化SAR进行了适当的归纳和分析,并且相应地给出了部分具有代表性的SAR系统主要的参数,对合成孔径雷达的研究工作具有一定的理论参考价值。     

星载寄生式SAR系统干涉信号模型与相对高程测量性能分析

以星载寄生式SAR系统成像信号模型为基础,给出了该系统的干涉模型,分析了其特点和限制条件,提出了距离向有效基线和方位向有效基线的新概念。以Cartwheel和Pendulum两种编队构形为实例,分析了寄生式SAR系统有效基线的限制和相对高程测量的性能,结果表明:编队形式固有的基线耦合给性能造成不利影响,在这方面Pendulum编队优于Cartwheel编队构形;距离向和方位向预滤波处理可提高图像对的相关性,但并不能完全去除几何去相关对性能的影响。     

基于摆动式单线激光雷达的障碍物检测算法

基于无急回摆动机构,实现了单线激光雷达对周围区域环境的实时感知与建图。为了准确地检测障碍物,在讨论了摆动机构的安装标定及扫描帧与角度编码器对准方法的基础上,采用了一种生成可通行性代价地图(costmap)的算法。该算法以2-D栅格模型方式,通过综合高程信息、测量值个数、扫描帧个数和测量时间等信息,得到各栅格单元的代价值,生成一张关于环境可通行性代价地图。实车验证结果表明:基于该算法得到的地图能够较好地描述环境的可通行性,实现了对环境的实时感知。     

基于Legendre伪谱法的UGV避障路径规划

针对传统优化方法不易解决含有复杂动力学约束的路径规划问题,提出利用勒让德伪谱法(Legendre Pseudospectral Method,LPM)对地面无人驾驶器(unmanned ground vehicle,UGV)的避障路径规划进行研究。通过建立UGV的动力学模型和障碍物模型,整合了基于LPM的路径约束条件。最后应用以LPM为基础开发的MATLAB插件包DIDO,计算得出了优化路径。仿真实验中以UGV移动路径规划为例,设计实现了UGV的避障规划。仿真结果表明此方法具有较快的计算速度和准确性。     

合成孔径雷达三维成像技术及特点评述

常规合成孔径雷达只能实现二维高分辨率成像,无法得到景物的高度信息。与其他技术结合的合成孔径雷达可以实现三维高分辨成像,逐渐成为研究热点。介绍了干涉SAR(InSAR)、双/多基地SAR、复杂路径SAR以及阵列SAR等几种不同的SAR三维成像模式,对它们的技术特点以及发展的重点问题进行了分析,可为新体制的合成孔径雷达三维成像技术提供参考。     

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。     

凹障碍超宽带SAR图像特征分析

野外环境下的凹障碍感知一直是地面无人作战平台环境感知面临的难题,长期以来常规传感器,例如立体视觉、红外相机和激光雷达,都没有取得好的效果。超宽带合成孔径雷达作为一种全天时、全天候的高分辨率雷达,在目标感知方面得到了广泛的运用。基于超宽带合成孔径雷达感知凹障碍是一种有效的感知手段,阐述了凹障碍的雷达成像几何,利用MATLAB模拟仿真合成孔径雷达数据获得了凹障碍图像,分析得出了凹障碍在雷达图像表现出由阴影区和光亮区紧密相连的特征,并通过实测数据成像获得的凹障碍图像结果,对凹障碍雷达图像特征进行了进一步的验证。     

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。     

基于测高精度最优值的星载分布式InSAR编队构形设计方法

编队构形设计是分布式干涉SAR系统总体设计的关键问题,它必须紧密结合系统性能评价和编队运动规律进行。针对星载分布式干涉SAR的双站、斜视、空间基线等特点,以主星带辅星群分布式InSAR为例,建立干涉测高精度与基线矢量的关系;以直角坐标过渡,建立基线矢量与卫星间轨道根数差的关系,从而建立了测高精度与卫星轨道根数差的关系;以雷达工作的中间时刻达到测高精度最优值为设计准则,得到双星和多星编队设计方法;仿真分析表明根据上述设计方法得到的优化编队构形,其测高性能要优于干涉车轮和干涉钟摆编队。     

【专题】登陆破障装备技术发展应用述评

登陆破障行动是联合登陆战斗中各军兵种破障力量在敌预先设置和临机设置的各种障碍物中开辟通路的行动，也是确保登陆兵突击上陆和向纵深发展进攻的前提和关键。进入21世纪，随着高新技术的不断发展，传统的破障装备和手段已经不能适应新的战场，各种新式障碍相继出现，对登陆部队的破障能力提出更高要求，破障装备体系化、破障手段精确化以及破障过程无人化成为未来破障技术的重要发展方向。本文首先简要介绍了当前世界主流的破障装备和手段，并论述了其局限性，如破障效率低、人员和弹药消耗量大以及容易形成二次障碍等，然后从破障装备体系化、破障手段精确化和破障过程无人能化三个方面对未来破障装备技术发展趋势进行了展望。     

基于速度障碍的无人机避免机动障碍物问题

针对无人机避免机动障碍物的问题,应用速度障碍法,在充分考虑障碍物可达范围和无人机最大机动能力的基础上,将问题空间转换到了速度空间,然后以速度障碍的边界条件替代速度障碍的整体范围约束,这样得到了速度障碍的简单表达形式。最后结合最优控制,在速度空间解决了无人机避免障碍物的问题,并直接求解出了合适的速度输出。仿真结果表明方法切实可行。     

复杂环境下基于多目标粒子群的DWA路径规划算法

针对机器人在障碍物分布密集的复杂环境中运行时,动态窗口法(dynamic window approach,DWA)易出现避障失败或规划不合理的情况,提出一种基于多目标粒子群优化算法(multi-objective particle swarm optimization,MOPSO)的改进DWA规划算法。在建立多障碍物环境覆盖模型的基础上,提出一种障碍物密集度的判断方法;优化DWA算法中的子评价函数;利用改进的MOPSO算法实现DWA权重系数的动态调整,将权重系数的自适应变化问题转化为多目标优化问题;根据路径规划的要求将安全距离和速度作为优化目标,并使用改进的MOPSO算法对相应的多目标优化模型进行优化求解。仿真结果表明,该算法使机器人有效地通过障碍〖BHDWG8,WK10YQ,DK1*2,WK1*2D〗〖XCLXY.TIF;%129%129〗听语音 聊科研与作者互动 物密集区的同时兼顾了运行的安全性和速度,具有更好的路径规划效果。     

军用无人地面车辆无源北斗／SINS组合导航系统研究

提出将无源北斗／SINS组合导航系统应用于军用无人地面车辆,采用“紧耦合”方式设计了组合结构,选择伪距为量测量,对量测高程进行了“虚伪距”化处理,建立了三维量测方程,通过间接法进行了扩展卡尔曼滤波设计并进行了仿真。结果表明,位置和速度误差得到了有效抑制,在仿真设定的常规环境噪声条件下,达到了军用无人地面车辆导航的要求。     

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。     

多旋翼无人机模型预测抗扰避障制导

多旋翼无人机的自主避障是完成复杂任务的基础,避障的效果直接影响无人机执行任务的效能。针对存在外部扰动的无人机避障问题,提出了一种基于模型预测的抗扰避障制导律设计方法。通过设计干扰观测器对系统动态中的外部干扰进行了估计,并基于李雅普诺夫函数方法设计辅助制导律用于建立稳定性约束条件。结合前两者与模型预测控制,在模型预测控制优化求解中考虑无人机与障碍物的关系,根据所设计的制导律求解水平线速度与偏航角速度指令实现无人机的避障。对所提出的避障制导律进行数值〖BHDWG8,WK10YQ,DK1*2,WK1*2D〗〖XCLQX.TIF;%129%129〗听语音 聊科研与作者互动 仿真和实物飞行验证,结果表明了所提方法的有效性。     

基于理想干涉的InSAR处理性能评估新方法

为克服常规的InSAR处理性能评估方法只能分析整体性能的缺点,提出一种适用于分布式星载InSAR的理想干涉相位图仿真算法,此算法不仅能得到理想干涉相位,而且能得到理想情况下的配准偏移量。在此基础之上,提出一种基于理想干涉相位及理想配准偏移量(统称为理想干涉量)的InSAR处理性能评估新方法。此方法可以有效隔离InSAR处理流程各个环节的误差,对InSAR处理流程的各个环节的算法优化具有重要的实用价值。     

一种无人地面车的轨迹跟踪控制方法

针对无人地面车辆经典轨迹跟踪控制方法的不足,提出了一种基于无人地面车辆运动学模型的轨迹跟踪控制算法。在算法中引入了位姿的纵坐标误差,以加快跟踪的逼近速度,并利用人工驾驶的思想,采用了一种位一姿交替控制的方法,使路径跟踪既准确又快速。仿真结果表明：该方法是有效的,且可使无人地面车具有更好的跟踪性能。