一种自适应方向性技术在生命探测仪中的应用

基于声波／振动探测原理的地震生命探测系统的研制在我国灾害生命搜索救助领域中占有重要位置。提出了一种有效的自适应噪声抵消方法，该方法通过自适应的改变增益值代替改变部分样本的时延值而使系统零点自适应的移动。当信号和噪声同时存在时，能保证零点总是朝向噪声方向。该自适应算法能在硬件中实时实现，在声波／振动生命探测仪中可作为噪声削减和信号增强的实际工具。     

近地卫星Ka频段数传链路抗雨衰ACM模式设计

针对近地卫星数传时的信道时变性和严重的Ka频段雨衰现象，采用自适应编码调制（ACM）技术能够充分利用链路资源，相对于传统的固定编码调制方式，进一步提高了链路的数据吞吐量。提出了近地卫星Ka频段数传链路ACM模式设计方法，在降雨环境下建立Ka频段数传链路模型，根据信道状况确定ACM选用模式；采用基于导频符号的最大似然信噪比估计算法结合移动平均的平滑方法实现信道估计，有效地减小了估计值的波动。仿真结果表明，无论晴天还是雨天，采用提出的卫星数传链路ACM模式设计方法，能够在保证系统可靠性的同时获取较高的数据吞吐量。     

YHFT-DX处理器全定制EDA技术的开发与应用

在YHFT-DX处理器的研制中,研究并实现了多项支撑全定制设计的EDA技术。针对全定制设计的功能验证,研究并实现了层次式功能模型自动提取技术,能够将晶体管级网表转化为等效的RTL级网表。研究并实现了晶体管级混合时序分析方法,可自动分析全定制设计的延时,并采用多线程并行的方法获得了约10倍左右的速度提升。为提高模拟结果分析的效率,开发了一个延时提取的工具Aimeasure。开发了两个信号完整性分析工具PNVisual和NoiseSpy,分别用于全定制设计的IR-Drop分析和噪声分析。上述技术已在YHFT-DX处理器的设计中得到了广泛应用,有效提高了全定制设计的效率与质量。     

舰船辐射噪声对声纳作用距离影响的不确定性研究

为了研究目标舰船辐射噪声对声纳作用距离产生的影响,用蒙特卡洛方法对目标航速进行模拟。通过经验公式得出舰船的辐射噪声级并进行统计分析,得出舰船辐射噪声的概率分布直方图,由此可以导出被动声纳作用距离的概率分布直方图。相对于传统的声纳作用距离预报结果,该方法给出的作用距离预报结果是一个满足某一分布的随机变量,而非一个确定的值,为作用距离的预报提供了概率的依据,为艇指挥员的决策提供了定量信息。同时,通过计算得出舰船航速的均方差与声纳作用距离的均方差基本成线性递增关系。     

多视图三角化中特征点噪声尺度的自适应估算

鲁棒性多视图三角化方法通常借助重投影误差经验阈值来剔除图像对应中的错误匹配,该经验阈值的选取直接影响三维重构场景点的数量和精度。在分析图像特征点定位噪声及对极传递几何原理的基础上,建立对极传递过程不确定性的传递模型,提出一种基于核密度估计的最优噪声尺度估算方法,并将该噪声尺度作为多视图三角化中错误匹配筛选的依据。实验结果表明,该方法可以获得准确的噪声尺度估计,从而有效提升多视图三角化方法的三维重构质量。     

基于“当前”统计模型的机动目标自适应跟踪算法

针对"当前"统计模型对加速度极值及机动频率需人为设定的缺陷,提出了一种基于滤波残差的高斯型隶属度函数改进算法,该法在跟踪过程中对加速度极值进行自适应调整。引入一种基于残差的Sigmoid二次型隶属度函数,通过自适应改变机动频率,使模型趋于目标真实状态。理论分析和仿真结果表明,改进的模型避免了人为引入误差,提高了机动目标的跟踪精度,算法简单,易于工程实现。     

磁性目标跟踪的后验克拉美罗下限分析与计算

为了求解磁性目标跟踪问题的后验克拉美罗下限(PCRB),提出了PCRB-GMSPPF算法。该算法利用高斯混合采样粒子滤波算法对目标状态的真实后验概率密度分布进行抽样,再通过蒙特卡洛积分法迭代求解每个观测时刻的Fisher信息矩阵,进而得出目标状态估计的PCRB;克服了基于PF算法求解PCRB过程中由于粒子退化和贫化问题造成不能从后验概率分布中正确抽样的缺点;在建立磁性目标跟踪的状态模型和观测模型的基础上进行仿真分析,将求解出的PCRB与采用GMSPPF及PF算法进行跟踪的均方根误差做对比,验证所提的PCRB-GMSPPF算法的有效性,结果表明:针对磁性目标跟踪问题,PCRB-GMSPPF算法较PCRB-PF算法具有更好的准确性,并可用于一般的非线性模型跟踪误差下限分析。     

MEMS磁力线聚集和垂动调制磁场传感器

针对巨磁阻和磁隧道结等磁阻元件的1/f噪声,提出一种采用微机电系统的磁力线聚集和垂动调制磁场传感器。通过将被测磁场从低频转移到几kHz,实现对磁场的DC/AC转化,从而减小了磁阻元件的1/f噪声。基于该方案采用多层膜巨磁阻元件AA002制作了磁场传感器样品,并进行了实验测试,结果表明:磁传感器样品的调制效率达到了19.3%,超过了已有的其他各种调制方案,同时低频磁场的探测能力达到槡120pT/Hz,相比巨磁阻元件AA002提高了40多倍。     

红外图像强固定模式显著性噪声抑制

针对红外成像设备对天远距离观测中得到的小目标、强固定模式噪声这一类典型数据,提出基于显著性的红外图像强固定模式噪声抑制算法。对此类图像数据进行特性分析,指出图像中目标区域相对于背景固定模式噪声区域是显著的,利用显著性检测算法分离出图像中目标区域及背景,对不同区域分别采取不同处理,仅基于单幅图像信息实现强固定模式噪声的有效抑制。通过大量小目标、强固定模式噪声红外图像对算法性能进行测试。结果表明,本算法能够准确提取出图像中目标区域,实现图像中强固定模式噪声的有效抑制。     

基于高斯和-容积Kalman滤波的高轨双星辐射源跟踪

高轨双星系统可通过测量辐射源信号的到达时差、频差和到达高轨卫星的多普勒频移,跟踪沿地球表面巡航且载频固定、已知的运动辐射源。针对辐射源运动方程和观测方程的强非线性,提出了基于高斯和框架与5阶容积Kalman滤波的运动辐射源跟踪算法GS-5CKF。算法将起始时刻的时差观测量所确定的处于地球表面的时差线按辐射源经度等间隔划分,初始化多个并行的5阶容积Kalman滤波器,线性组合各滤波器每个时刻的输出以获得辐射源运动状态的估计。针对5阶容积Kalman滤波器,提出了相应的非线性测度并引入滤波器分裂与合并,以提高跟踪精度并保持GS-5CKF算法计算复杂度基本不变。仿真表明,相对仅使用单个5阶容积Kalman滤波器和基于高斯和框架但使用3阶容积Kalman滤波器的GS-3CKF等算法,提出的跟踪算法具有更高的估计精度。