无人飞行器异源图像匹配辅助惯性导航定位技术综述

无全球定位系统下高精度定位与导航是飞行器实现自主侦查、巡航与打击的关键。视觉导航具有被动、低成本、能避免累积误差等优点。视觉导航与惯性导航融合更能够发挥出各自的优势,达到高精度定位的目的。总结了异源图像匹配辅助惯性导航的飞行器定位技术的发展历程; 从相机-惯导标定技术、异源图像匹配、姿态解算、数据融合和后端优化五个方面详细阐述了异源图像匹配辅助惯性导航的飞行器定位的关键技术; 指出了基于深度学习的异源图像匹配与惯性导航两种无源定位组合导航系统融合技术等四个未来可能的发展方向,可为实现异源图像匹配辅助惯性导航飞行器定位技术提供参考。     

Vondrak-Cepek组合滤波在北斗共视和卫星双向时间比对融合中的应用

为减小卫星双向时间比对(Two-Way Satellite Time and Frequency Transfer, TWSTFT)中的周日效应,利用北斗共视链路没有周日效应的特点,通过Vondrak-Cepek组合滤波方法对中国科学院国家授时中心(National Time Service Center, NTSC)、德国物理技术研究院(Physikalisch-Technische Bundesanstalt, PTB)以及中国计量科学研究院(National Institute of Metrology, NIM)间的北斗共视时间比对结果分别与硬件卫星时间和距离测量设备(SAtellite Time and Ranging Equipment, SATRE) TWSTFT和软件接收机(Software-Defined Radio, SDR)TWSTFT结果进行了融合处理。采用时间偏差和幅值频谱两个指标以及GPS精密单点定位(Precise Point Positioning, PPP)时间比对分别对融合结果进行内外符合评估。结果表明,经过Vondrak-Cepek滤波的融合结果中周日效应基本消失,其与GPS PPP链路差值结果的绝对值保持在链路校准的不确定度范围内。对于长基线NTSC-PTB链路,融合结果1 d的时间偏差稳定度对SATRE和SDR TWSTFT的增益因子分别为1.85和1.81;对于短基线NTSC-NIM链路,融合结果对SATRE和SDR TWSTFT的增益因子分别为1.69和1.59。融合结果的短期稳定度显著提高。     

条带式合成孔径雷达数字聚束算法

与聚束工作模式的合成孔径雷达 (SAR)相比 ,条带式SAR能够在相同时间内对更大范围的区域进行微波成像。但是在分析条带式SAR图像时 ,往往需要着重分析某些局部热点区域 (ROI ,Region-Of-Interest) ,而ROI外散射体的回波会降低ROI图像的对比度。本文的数字聚束 (Digitally -Spotlight)算法可以在成像前将ROI外的回波“过滤” ,实现等效的的聚束工作模式 ,从而提高SAR对比度。仿真验证了该算法的有效性。     

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.     

方位向电扫描SAR系统参数设计与仿真验证

方位向电扫描SAR(Terrain Observation by Progressive Scans,TOPSAR)是星载SAR的一种全新工作模式,这种工作模式通过天线波束在方位向扫描,在保持ScanSAR宽测绘带优点的同时,解决了扇贝效应(scalloping)问题。针对这种工作模式要求天线在方位向和距离向都进行扫描的特点,推导了方位分辨率与扫描周期的具体关系,进而分析了系统参数的约束关系,提出了适于工程设计的系统参数设计方法。最后,用TerraSAR-X的参数进行了一组设计,以该设计结果为输入参数,运用SBRAS(SpaceBorne Radar Advance Simulator)进行了信号仿真,仿真结果验证了方法的有效性。     

130 nm加固SOI工艺的抗辐射控制芯片设计

针对航天电子系统控制模块对集成电路的抗辐射需求,在130 nm部分耗尽绝缘体上硅(Silicon-On-Insulator,SOI)工艺平台上设计了一款基于比例、积分、微分控制算法的控制芯片,并分别从晶圆材料、制备工艺、版图设计的角度对芯片进行了总剂量辐射加固。流片测试结果表明,芯片的调节精度达到了5×10~(-12),与进口抗辐射现场可编程门阵列水平相当;在长时间频率稳定度方面,芯片优于国外抗辐射现场可编程门阵列。对芯片进行的模拟辐照试验表明,芯片在300 krad(Si)的总剂量辐照条件下依然可以正常工作。     

三维移动脉动源格林函数的对称性及其应用

为进一步提高三维有航速船舶耐波性预报的计算效率,将对称性引入到移动脉动源格林函数法的速度势求解之中,提出了基于格林函数对称性的水动力快速求解措施。从源点对场点的对称特性出发,推导获得了调和函数的法向偏导数在船体对称线元和面元处的积分对称关系式,开展了对称性在简化边界元积分方程系数矩阵中的应用,进而构建了高效求解三维船舶耐波性能的理论计算方法。数值结果及算例分析表明:水动力计算中移动脉动源格林函数的对称性有利于降低计算量和减少系统内存,且适用于有航速船舶在波浪中的波浪干扰力、运动响应和自由面波形的数值模拟,可拓展至两船水动力干扰及复杂船型的频域水动力分析计算之中。     

压缩感知曲线SAR孔径优化和目标三维特征提取

在建立曲线合成孔径雷达回波信号稀疏表示模型的基础上,基于压缩感知采样矩阵设计的不相关原则,给出了曲线孔径优化设计的评价准则,并利用基于全局优化的基追踪方法实现了目标三维特征提取。仿真结果验证了孔径优化评价准则的正确性和基追踪方法在目标特征提取处理中的有效性。     

基于单元变形的网格间流场信息传递方法

针对单元网格发生变形重构中新旧网格之间的数据插值问题,提出一种基于格点格式有限体积法的流场数据传递方法。利用非结构动网格技术,将旧网格单元移动到新网格单元,同时时间推进求解流场控制方程,获得移动后旧网格单元物理量,并将其赋给新网格单元,以此来实现两套网格间的信息传递。计算结果表明,该方法在信息传递过程中没有引入插值误差,理论上流场求解方法的精度就是信息传递精度,验证结果表明其显著优于二阶插值精度。     

星载SAR-GMTI研究进展

星载SAR-GMTI系统具有地面(海面)大面积侦察、监视和运动目标检测、跟踪、定位的能力,是航天侦察的重要手段之一,可以为战场指挥、精确打击、态势评估提供高质量的情报信息.主要讨论星载SAR-GMTI系统及其研究进展,简述了国内外研究、发展现状,分析了现有的星载SAR/CMTI系统的优缺点和关键技术,探讨了星载SAR-GMn系统所面临的技术挑战和研究重点.