利用野值剔除法提高相位差变化率测量精度研究

利用相位差变化率可对目标进行快速测距,在实际使用中,相位差变化率通常利用相位差数据来提取,而相位差数据中包含野值会严重影响着相位差变化率的提取精度。提出了一种利用载机的运动信息来有效剔除野值的方法,并运用仿真结果验证其有效性。     

基于稀疏先验的SAR图像目标方位角稳健估计方法

稳健的高精度目标方位角估计能有效提高SAR ATR的计算效率和识别性能.SAR图像中目标的近雷达主导边界包含较为精确的目标方位角信息,可用于目标方位角估计.由于目标电磁散射特性以及SAR图像斑点噪声的影响,提取的目标近雷达主导边界很不规则,存在"野值"点.本文根据"野值"点稀疏分布的特性,利用最大后验原理提出了一种稳健的方位角估计方法.该方法能够有效检测和剔除主导边界中的"野值",从而提高目标方位角估计的精度和稳健性.针对仅利用距离主导边界估计带来的目标垂直与水平方位的模糊性,基于分割图像中目标区域长宽比特征提出了一种解模糊的新方法.MSTAR实测数据的实验结果表明提出的算法具有较高的精度与稳健性.     

无源定位跟踪中野值的检测与剔除方法

针对无源定位跟踪中野值的出现会降低滤波的可靠性和稳定性问题,结合新息似然的概念提出了一种基于似然的野值检测与剔除方法。通过计算卡尔曼滤波更新中得到的似然值,设定门限,以达到野值的检测与剔除的目的。仿真结果表明,该算法有效地处理了野值对定位跟踪精度的影响,使得目标定位跟踪精度有了较大的提高。     

一种雷达卫星标校中的野值剔除方法

通过卫星标校方式提高雷达系统测量精度时,雷达获取的测量点迹对标定结果的影响巨大,尤其存在野值点的情况下,雷达系统误差标定可能失效.提出了基于雷达卫星标校的野值剔除方法,首先将测量值与真实星历值对比,得到雷达的初始系统误差和随机误差,并以此确定测量点迹的波动范围,排除部分野值;然后利用剔除野值后的数据,以同样的方式确定波动范围,对测量点迹重新进行野值剔除;最后利用过滤后的测量点迹进行雷达系统误差的标定.实验结果表明,该方法得到的雷达系统误差和随机误差变小,能够提高雷达系统测量精度.     

低信噪比下相关干涉仪测向处理方法

针对在低信噪比条件下相关干涉仪测向来波方位角估计误差较大甚至有时失效的问题,提出一种基于相位差矢量累积的相关干涉仪测向处理方法。与直接使用相位差的常规相关干涉仪测向不同,该方法首先利用多次测量的相位差和信号幅度构造复数矢量,然后对这些矢量进行累积运算,再与天线的阵列流形进行拟合。此方法通过提高相位差的测量精度和稳定度从而达到即使在低信噪比条件下也可以得到较高测向准确度,具有算法简单、性能稳健的特点。最后通过仿真分析,对文中提出的方法给予验证。     

提高干涉仪测向精度的技术途径

本文给出了数字式干涉仪体制测向系统的误差源及其对测向精度的影响。指出宽带天线设计、采用交叉校零以及数字化比相和用模式识别法进行相位差到方位角的转换等一系列提高测向精度的方法。     

曲线光顺在惯导平台自标定中的应用

提出了一种新的惯导平台自标定数据处理方法——曲线光顺法。根据自标定数据特点给出了适于自标定数据的曲线光顺准则。分析了野值对曲线二阶差商的影响规律,提出了一种野值剔除算法。通过将最小二乘与B样条结合得出二阶差商参考值,并使实际差商与参考差商距离达到最小从而得到野值修改值。实验结果表明,该文的算法能很好地解决惯导平台自标定数据的野值剔除问题,可通过调节参数来控制光顺精度,并具有算法简便、易于操作的优点。     

基于线阵的多波束比幅法圆锥误差分析

在一维线阵条件下,利用多波束比幅法测量方位角时,随着入射信号仰角变大,方位角测量误差会变大。分析了不同仰角下的波束偏离,提出了利用“修正角度”减小圆锥误差的方法,并比较修正前后测量误差统计值,说明达到了提高方位角测量精度的效果。     

基于模板卷积的野值剔除方法

测量数据中野值的成功剔除是后续数据处理精度的重要保证.针对测量数据前后相关性这一客观事实,并结合最小二乘理论,对前期提出的基于模板卷积的野值剔除方法进行了改进,从理论上分析了该方法的高精度性和高实时性,并进行了仿真实验.仿真结果表明,该方法能有效剔除测量数据中的野值点.     

基于M估计的抗野值单站无源定位方法

单站无源定位是通过被动接收目标辐射信息来获取目标位置信息,具有电磁隐蔽性较好、设备相对独立、作用距离远等优点。但在实际定位中,观测信息中不可避免会出现野值,极大地降低了定位的精度和稳定性。为解决这一问题,对基于相位差、相位差变化率和多普勒频率变化率的单站无源定位方法进行了改进,通过建立新息的非线性函数作为权函数,对新息进行权值修正,提出了一种基于M估计的抗野值单站无源定位方法。仿真实验表明,该算法可以较好地消除野值分量的影响,提高定位精度,具有较强的鲁棒性。     

基于相位相关算法的研究与实现

相位相关算法是一种应用很广泛的图像匹配方法，它具有对噪声有较高的容忍度、检测结果与照度无关以及受几何失真小等突出优点。它与极坐标变换相结合可以得到旋转不变相位相关算法，两者可以对目标进行判准并精确检测出平移量和旋转量。本文对它们进行了分析和仿真，证明了算法的优越性，并在仿真过程中对旋转不变相位相关算法进行了优化，且达到了提高匹配精度和减少计算量的目的。     

均匀圆阵二维波达角估计的Cramer-Rao界

均匀圆阵(UCA)是一种应用广泛的具有二位波达角估计能力的平面阵列。为了从理论上分析不同阵列参数下到达波方位角(AOA)、仰角估计精度,推导了均匀圆阵二维波达角估计的性能界,以此为基础分析了阵列孔径、阵元个数、快拍数以及来波仰角高低与到达角估计精度的关系,并通过对UCA-MUSIC算法计算机仿真验证了推导结果的正确性。研究结果为波达角估计类算法提供了可供参考的性能下界,圆阵设计时也不再需要大量的Monte Carlo仿真试验确定阵列参数,可直接从估计精度表达式中获得。     

基于对称天线相位干涉仪的入射角估计及跟踪

针对现有相位干涉仪角度估计算法在近场条件下性能不佳的问题,该文提出一种远近场均性能良好的改进的导向矢量匹配算法。该算法采用对称结构天线接收来波信号,利用近场条件下对称位置天线的到达相位差中距离相关项对消的特性设计新的代价函数。代价函数最大值位置对应的入射角即为目标信号的入射角估计。在此基础上,利用相关函数的梯度正比于角度误差的特性设计角跟踪环路。作为一种局部极值估计算法,角跟踪环路相比其它全局最大值估计算法具有更好的相位噪声鲁棒性。仿真实验验证了该算法在不同相位噪声以及远近场条件下的优良性能。     

一种TDOA/AOA混合定位算法及其性能分析

在蜂窝移动通信系统中，智能天线阵列的应用使得服务基站（BS）能提供较准确的移动台（MS）电波到达角（AOA）测量值，从而可以用于对移动台的定位估计，文中对文献[1]的电波到达时间差（TDOA）定位算法进行了改进，提出了一种既能继承原算法的优良性能，又可充分利用AOA测量值信息提高定位性能的TDOA/AOA混合定位算法，该算法还具有解析表达式解。仿真结果表明，只要AOA测量值达到一定精度，该算法就能取得比文献[1]的单纯TDOA定位算法更好的性能。     

分布式阵列雷达基线位置和相位误差的卫星标校方法

在采用相位干涉测角的分布式阵列雷达系统中,系统阵面相位中心位置误差和相位误差对测角精度影响很大,且阵面相位中心位置与物理中心位置通常不一致,因此需要对其进行精细标准补偿。传统的雷达系统误差校正方法通常采用远场辐射源来对雷达进行校正,但是对于单元间距很大的分布式阵列空间目标监视雷达而言,要实现远场辐射校准往往很难。该文提出一种利用多弧段的精轨卫星精密星历对阵面相位中心位置误差引起的相位误差进行白化,然后搜索相位中心坐标和相位差使匹配方差最小的校正方法,无需使用特定仪器测量,且能很好地标定误差;计算机仿真以及实测数据验证了使用该文校正方法后,测角精度得到了显著提升。     

空间相机像移补偿计算中飞行器大姿态角使用方法

提出了在大姿态角情况下飞行器姿态参数的使用方法以实现像移速度的精确计算。根据飞行器轨道坐标系转换到飞行器坐标系的转换矩阵,推导了在大姿态角存在时轨道坐标系下的姿态角速度与飞行器坐标系下的姿态角和姿态角速度的关系式。通过计算得出,在侧摆角为30时对飞行器坐标系绕飞行器轨道坐标系的转动角速度S1、S2和S3的影响最大误差分别为1.175%、50%和13.223%;在前后摆角为30时对S1、S2和S3的影响最大误差分别为63.397%、0.1745%和63.397%。根据空间相机像移速度计算精度要求比较高,确定了在一定的姿态角情况下飞行器姿态参数使用方法。提出的方法简单,易于实现,适用于空间相机像移补偿的研究。     

傅里叶变换光谱相位校正的FPGA实现方法

傅里叶变换光谱仪因具有分辨率高等优点已被用于新一代大气垂直探测仪。这种光谱仪获取的数据量很大,只有进行星上数据处理才能降低数据发送量。方法之一是在轨光谱复原。由于非零光程差采样等原因使采样干涉图存在相位差,经傅里叶变换得到的复数光谱需进行相位校正以获得实数谱。FPGA(Field-Programmable Gate Array)是一种很有应用前景的星上数据处理硬件平台。阐述了相位误差的来源及几种相位校正方法。平方根法适于FPGA硬件实现。针对采用传统方法计算平方根时需要很多硬件资源及精度较差的问题,提出采用CORDIC(Coordinate Rotation Digital Computer)算法完成复数光谱模值和相位角的计算。重点论述了CORDIC算法的FPGA实现结构,分析了其实现的精度、速度和所需的硬件资源。结果表明,采用CORDIC算法计算,复数光谱的相位和模值具有很好的精度和速度,所需的硬件资源较少。     

一种面向全空域覆盖阵列的和差比幅测角跟踪方法

针对和差比幅方法在全空域相控阵系统应用扩展中出现的辅助波束指向计算、角度估计问题,分别给出了一种基于辅助坐标系的指向计算方法和一种基于方向图高斯拟合的目标角度解算方法,并针对角度跟踪滤波环节的角误差向量估计方法进行了优化。仿真分析结果表明,面向子阵化全空域阵列,和差比幅方法表现出了优越的差波束性能,且在和差比相方法跟踪失效的条件下,该方法仍然能够实现优于0.1倍波束宽度的角跟踪精度。     

变化姿态角下相位差变化率无源定位方法研究

无源定位技术有着广阔的应用前景,本文在现有单站无源定位方法的基础上,介绍了相位差变化率定位法.该方法利用观测平台上两个相互正交的相位干涉仪接收目标辐射电磁波的相位差及对应的变化率信息实现对目标的实时高精度定位.在空中观测平台的飞行姿态发生变化的情况下,可以通过姿态变化条件下的测量数据确定出目标在姿态变化后所对应的新载机坐标系中的位置,利用该坐标系与原平飞姿态下的参考载机坐标系之间的旋转矩阵即可得出目标在原平飞姿态下的参考载机坐标系中的位置,从而可得出目标在指定地面固定坐标系中的位置.文中给出了观测平台飞行姿态角变化情况下的定位表达式.仿真结果表明,该方法是一种发展前途较好的单站无源定位方法.