一种有效的无人机反制系统

针对小型无人机监管难度大、安全系数低、缺乏规范等问题,设计了一种全自动、全天时的新型无人机反制系统。为了提高机动性,该系统以六旋翼无人机为平台。无人机配有探测雷达、光电识别系统、抗干扰阵列天线和电磁干扰系统。探测雷达能够探测跟踪目标无人机,光电识别系统能够判断无人机的合法性,抗干扰阵列天线确保无人机免受杂波干扰,电磁干扰系统能够有效压制目标无人机,迫使其失控返航。结果显示该系统能够有效反制目标无人机,且改进了管理员的系统操纵性。     

激光雷达光学扫描性能测试的对准误差分析

激光成像雷达可以给出目标的多方面信息,从而具有较高的目标探测和目标识别能力.其中光学扫描系统的质量是保证获得高质量二维图像的前提,因此有必要对光学扫描器的扫描性能进行定量测试,在应用光学性能扫描测试装置检测激光雷达扫描系统性能时必须保证二者的光轴是对准的.针对激光成像雷达光学扫描性能测试系统,从理论上分析了可能存在的各种对准误差,详细讨论了对准误差对光学扫描测试系统性能的影响,给出了光学扫描测试系统各种对准误差的允许范围.     

脉冲激光分布式扫描参数的优化分析

提出一种基于激光脉冲扫描测量体制下的高速点目标捕获、跟踪测量方法,应用匀速运动模型模拟仿真目标的轨迹及分布概率;考虑脉冲激光光斑分布的相关参数,建立脉冲激光扫描捕获点目标的理论模型。提出了一种基于时间序列法的捕获方法,用以求解针对目标模型脉冲激光在一帧扫描时域内的捕获次数。在此基础上对激光分布式扫描光斑布局的主要参量进行数值仿真分析,进而提出一种针对目标运动特性、激光传感器特性的最优化扫描方式,以提高一帧扫描时域内的捕获概率和捕获次数,缩短捕获时间;结合算例通过半实物仿真实验验证最优化扫描方式的可行性。所提方法为激光跟踪系统的脉冲频率、扫描频率与目标运动模型的最佳匹配提供了依据。     

一种安防雷达性能评估的新方法

提出了一种评估安防雷达性能的新方法。该方法利用搭载便携式高精度GPS (Global Positioning System)的无人机作为安防雷达被测目标,利用安防雷达实时录取该无人机目标数据,通过无线通信网络将便携式高精度GPS的定位数据从无人机回传至评估系统,经坐标变换将无人机定位GPS数据转换成以安防雷达为中心的极坐标数据,通过以太网接收雷达探测到的无人机目标数据,将无人机位置数据与安防雷达目标数据在评估系统终端上进行同步显示,再根据GJB 74—1998要求对探测威力、精度、发现概率等进行实时在线指标计算,满足对安防雷达的性能评估要求。     

一种无人机载监视雷达模拟数据生成方法

无人机载监视雷达是无人机探测与避让系统的一部分,为无人机安全飞行提供重要保障。针对无人机载监视雷达的航迹处理单元所需的数据源,提出一种模拟数据生成方法,用以检测航迹处理的效果。首先,分析了无人机载监视雷达探测目标的相关参数,对运动目标进行建模;其次,产生目标数据、触发数据,并存储到数据文件;最后,经过数据读取、数据整合,将数据发送。该方法有效地解决了航迹处理单元需要的模拟数据生成问题,节省了调试成本,提高了调试效率。     

无人机载激光线扫描浅滩三维成像研究

设计了一种基于三角法线扫描的无人机载激光雷达三维成像系统。系统以520 nm线激光为光源照射目标,利用无人机扫描获取目标的三维数据。文章设计了无人机载激光线扫描系统的硬件系统,构建了线激光水下折射三维坐标解算模型,提出了水上、水面与水下激光条纹提取的图像处理方法,并利用研制的雷达系统进行了近海浅水区域无人机扫描实验。实验结果表明,系统利用IMU及GPS能够有效提升三维图像的准确性,快速获取目标区域水上及水下目标的三维数据,平均距离分辨率达到3 cm,具有速度快、精度高、成本低的优势,在近岸浅海区域的大范围高速三维成像领域具有广阔的应用前景。     

天基非合作目标探测中的捕获概率模型

针对空间目标瞄准捕获系统中的捕获概率问题,在设计空间卫星光电探测平台时,采用常用的捕获方式进行建模,分析了空间光电探测系统在不确定区域中对不同机动目标的捕获概率.首先提出了空间机动目标的时间相关运动模型,然后以空间螺旋扫描的捕获方式为例,建立了捕获一目标的捕获概率模型并且针对实际应用,取捕获分辨角范围为0.6～0.8 mrad,则对应的扫描角度间隔Iθ范围为0.42～0.702 mrad.设计了扫描、捕获的Monte-Carlo计算机仿真实验模型.经过5 000次捕获验证,得到了在不同时刻进入视场的任意方向的非合作目标的捕获概率模型,与室内捕获实验结果相符.为空间卫星光电目标捕获跟踪系统的设计提供了一定的理论依据.     

一种新的反无人机雷达探测体制研究

简要介绍了反无人机防御系统,对雷达探测无人机目标的技术难点进行了分析,指出了一维机相扫雷达体制在探测无人机方面存在的不足之处,并提出了基于数字圆形相控阵的一种反无人机雷达新体制,分析了新体制的工作原理,描述了其工程实现方法,最后为了验证该体制的性能与效果,完成了数字仿真与样机检飞试验,试验结果表明了提出的新体制切实可行...     

多频外辐射源雷达无人机探测实验研究

外辐射源雷达作为一种新兴的无人机监视手段近年来得到了广泛关注。常规的单频外辐射源雷达容易受无人机飞行姿态、观测角度等因素影响,在探测稳定性和跟踪连续性上表现不足。多频探测对缓解目标RCS起伏,提高雷达探测性能具有重要的意义,是外辐射源雷达的发展方向之一。本文从目标散射特性的角度论述了多频探测的重要性,首先分析并仿真了照射源频率对无人机RCS的影响,然后提出了针对数字电视外辐射源雷达无人机探测的多频检测方法。仿真与实测结果表明,使用不同频率照射源探测时无人机的RCS和信噪比有明显差异,多频联合处理能使目标信噪比更加平稳。研究成果为外辐射源雷达向多频融合发展提供了参考依据。     

探测潜望镜用的AN/APS-116雷达

AN/APS-116雷达系统是美国海军为执行对海监视和反潜战任务的巡逻机而研制的。系统的基本要求是在遇到以很强的干扰信号形式出现的海杂波后向散射时能可靠地探测到象潜望镜那样大小的小目标。雷达系统设计考虑采用非常高的距离分辨力和快速扫描天线。信号处理方案是采用扫描至扫描去相关来实现的。对于目标探测门限,它是在N次对目标区域的独立扫描中选择M为第二门限电平(即M出自N)。本文对该雷达的每一主要设备都作了概述,并摘要叙述了为检查系统性能而作的鉴定测试情况。     

外差探测激光多普勒雷达系统性能研究

外差探测激光多普勒雷达由于具有测速精度高和可辨别速度方向等优点而广泛应用于测风、流体测速以及着陆导航等方面。对外差激光多普勒雷达的测速原理、误差来源和系统噪声进行了分析,并给出了系统的信噪比和探测精度的仿真结果。搭建了全光纤外差探测激光多普勒系统。用研制的高精度运动目标模拟器开展了相关测速实验。实验结果表明,速度测量精度优于6.7 cm/s,而且与速度大小基本无关,这与仿真分析结果相一致。     

光伏发电系统最大功率点激光定位系统

传统光伏发电系统最大功率点定位精度较差,导致光伏发电系统的功率增益较差,为此提出基于激光点跟踪定位的光伏发电系统最大功率点激光定位方法。构建光伏发电系统的电路阻抗参数分析模型,通过滤波电感和滤波电容联合参数估计的方法,进行光伏发电系统最大功率控制和潮流逆流点跟踪控制,根据控制器参数和功率变化量跟踪定位进行功率突变诱发的激光点,采用激光点扫描方法进行光伏发电系统的受控源参数分析,建立光伏发电系统的端电压分析等效模型,通过光伏并网逆变稳态控制对光伏发电系统最大功率点进行控制,通过激光点定位方法,实现光伏发电系统最大功率点激光定位系统的优化设计。仿真结果表明,采用该方法进行光伏发电系统最大功率点激光定位的精度可达99.96%,功率突变引发的电路过渡过程得到优化控制,提高了光伏发电系统的稳定性和输出增益。     

基于激光雷达测量技术的集装箱卡车定位系统

为了实现港口堆场作业自动化,迫切需要一种快速准确的集卡定位系统.针对此需要设计了一套由运动控制卡、步进电机和2-D激光雷达组合而成的3-D激光雷达扫描系统,采用了一种多个3-D激光雷达系统协同工作的工作方式和与之相适应的改进的ICP数据处理算法以及先粗后精的分级定位方法.该系统工业性试生产的结果表明,装卸效率达到80TEU/h,精度控制在了5mm以内,首次实现了无人驾驶轨道吊车对集卡的快速准确定位.该系统对于其它领域的大型部件的检测定位也有非常重要的意义.     

改进阈值分割的光斑中心定位方法

光斑定位精度是激光通信瞄准、捕获、跟踪(APT)系统的重要指标,而传统的光斑定位算法,面临定位精度低,抗干扰能力差,实时性差等问题。为了满足激光通信APT系统光斑高精度定位的需求,提出一种改进的激光光斑中心定位方法。该方法通过改进阈值分割,降低了噪声干扰,提高了光斑定位精度。结果表明,与传统的阈值分割方法相比,光斑中心计算精度提高了25%以上,是一种可行的光斑中心定位方法。     

高功率半导体激光器测试系统

利用SGI40-125AAA型程控直流电源、PCI-GPIB卡、电压表、功率计表以及光谱仪等建立高功率半导体激光器测试系统,并在LabVIEW环境下开发了测试软件,通过软件控制直流电源、功率计表等仪器的触发输出、触发输入实现测试设备的同步工作,在保证测试准确性的同时,实现了快速(每个测试点的工作时间约300 ms)的扫描测试,在测试速度上比多个仪器单独测试有了明显提高。可以实现千瓦级连续工作半导体激光器的光功率P、电压V、电光转换效率η、阈值电流、光谱等参数的扫描测试。建立的测试系统准确度高,扫描速度快,测试软件界面操作方便,显示结果直观、全面。     

基于星间激光测距的高轨卫星定位技术研究

针对传统的高轨卫星定位技术存在定位精度低的问题,提出了基于基于星间激光测距的高轨卫星定位技术。在高轨卫星飞行器上安装低噪声激光探测器,借助激光探测器、发射机以及接收器构建星间通信链路,分析接收天线的接收功率与发射天线的发射功率之间的关系,通过激光脉冲传输空间测距与高轨卫星信号捕获接收功率和发射功率获得定位初始数据;再分析星间相对运动和修正电离层误差,得到定位数据的精确解算融合结果。选取精度因子DOP作为评判高轨卫星定位技术的参数,通过仿真实验发现高轨卫星定位技术比传统定位技术的平均DOP值高2.89,由此证明所提定位技术的定位精度更高。     

基于先验知识的烟囱内部作业飞行器定位方法

四旋翼无人飞行器在应用于火电厂大型烟囱内壁腐检测领域时,由于大型烟囱内部空间信息屏蔽的特性,使得传统的定位与通信方案无法满足四旋翼无人飞行器的飞行要求。为了解决此问题,应用二维环形激光雷达装置并结合烟囱结构的先验知识,设计了适用于烟囱内部作业的无人飞行器快速定位算法。同时设计了中继飞行器以提供烟囱内部作业飞行器与地面控制中心之间的数据通信服务。实验和仿真结果表明,该装置和方法能解决四旋翼无人飞行器在烟囱内部的定位和数据通信问题,为火电厂大型烟囱内壁腐蚀情况检测领域自动化程度的提高和后续研究打下基础。     

激光相干多普勒测速精度实验

激光相干多普勒测速雷达由于测量精度高、测速范围广、功耗体积小等优势广泛应用在风场测量、导航及飞行器着陆等方面。为了测试其测速精度,本文研制了速度发生器,搭建了高精度大速度范围的精度测试平台,利用搭建的测试平台对激光多普勒测速精度进行测量,在105.8266 m/s的速度下测得的精度为0.0383 m/s。对激光多普勒测速的精度进行了分析,提出了插值校正FFT频率、采用流水线的FFT处理方法、增加采样位数和提升采样频率等方法来提高测速精度。     

新型通用式激光扫描封头检测仪

为了克服封头在传统检测中存在样板测量尺寸单一、人工读数精度低、制板耗费资源等缺点，采用激光测距2维轮廓连续扫描方法，设计了一种适用于检测不同尺寸封头形状偏差的非接触式激光检测装置，介绍了激光扫描封头仪的工作原理、扫描方式、系统组成以及各系统具体设计方法，并对内径为800mm的封头进行了实验验证。结果表明，此激光扫描封头检测仪的理想精度可达1mm~2mm，可实现高精度、高效率、自动化检测。