蒸发波导环境下的舰载雷达折射误差分析

雷达发射的电磁波在蒸发波导中传输会产生折射误差,为提高舰载雷达的探测精度,需要对电磁波在蒸发波导中传播的折射误差进行分析.基于射线跟踪理论,建立了舰载雷达在蒸发波导环境中进行超视距探测时的电磁波传播模型和折射误差模型,对雷达探测的距离误差、高度误差和仰角误差进行了分析修正.分析结果表明,蒸发波导条件下存在探测误差,其中高度误差最大,需要对其进行修正.这为分析蒸发波导条件下雷达的探测精度提供了参考.     

雷电探测网中误差分析及相关时间同步问题研究

目前我国的雷电探测定位系统的定位精度一般是1 km以内,其原因主要是在雷电探测过程中涉及诸多因素,这些因素最终给雷电探测带来大小不同、性质各异的误差,从而使雷电定位结果中含有较大误差。尽管我国的地闪探测采用的是综合法,但其基础还是到达时间法,本文针对这种状况,对到达时间法雷电探测技术探测误差进行了分析,提出了相关误差的改正计算公式和改正方法,并通过试验,对我国雷电探测站时间同步的精度进行分析和验证。     

探地雷达与管线探测仪的联合反演解释

由于单一物探方法的局限性,地下管线的探测精度已难以满足目前岩土工程施工的要求.通过对管线仪特征比值定深法的分析,获取了特征比值与管线深度变化的关系;以此将探地雷达与管线仪探测数据建立起联系及相互约束关系,提出了二种探测数据的联合反演解释方法,并采用可视化编程工具实现了相应的综合解释模块.数值模型及现场实测数据的解释结果均表明,在反演过程中实现两种物探方法的综合解释,明显地提高了对地下管线埋置深度及水平位置的判定精度.     

工作面复杂构造坑透及反射槽波透明化探测研究

煤矿井下工作面内部发育的复杂地质构造是威胁安全回采的重要因素,为保证工作面安全回采,提高探测精度,达到透明化探测目的,采用坑透和反射槽波两种物探手段相结合对工作面进行了探测研究。首先讨论了坑透和反射槽波的相关理论,分析了电磁波收敛成像算法和弹性波偏移成像算法,研究了坑透场强衰减规律和衰减系数。然后,对反射槽波探测数据进行了滤波和散射压制处理,发现两种方法相结合明显提高了分辨率。最后在理论研究的基础上,对某矿8115工作面进行透明化探测,坑透探测结果圈定异常区分布范围,反射槽波探测结果定性确定异常体属性,圈定6处异常,后经矿方钻探验证,探测结果与实际揭露情况相吻合,达到了透明化探测效果。研究表明:采用坑透与反射槽波探测工作面内部发育的复杂构造可达到确定异常体性质的效果,精度得以提升,切实为工作面安全回采提供了可靠地质资料,推广价值高。     

一种单站被动式光学测距系统

传统被动式测距系统采用多系统立体式探测方法，具有机构复杂、造价高和机动特性差等缺点。为了解决此问题，提出单站被动式光学测距方法，采用被动探测目标的方式，利用折反射原理对目标进行二次探测，并根据坐标系解算探测器与目标的角度和距离信息，实现对探测目标的单站测距。通过误差理论分析：影响探测距离精度的主要因素有转台稳定精度、反射镜与光学系统间距；且探测距离越近，定位精度越高；最大误差出现在极限探测距离处。该系统简单易用、移动性好，是一种适用的被动式测距系统。     

雷达对空情报精度分析的偏峰数学模型

为了研究雷达对空情报的探测误差精度以及不同体制雷达之间探测误差,利用概率论数理统计的参数估计与偏度、峰度检验法的有关假设检验理论,建立了雷达对空目标监视情报精度检验数学模型.运用该模型对雷达情报的探测误差精度进行了正态性检验分析,并利用最大似然估计法得到了X型雷达与Y型雷达的距离误差随机变量D1和D2分别服从正态分布,即：D1~N 199.98,19.992）,D2~N 190,14.902.这一结论将对雷达保障引导中选取主站的雷达情报作为上报的决策起指导作用.     

基于跨孔超声波的地下管线埋深精确探测

随着深埋管线的普遍应用与城市地下空间的开发利用,地下管线的精确探测成为城市工程施工的重要环节之一。本文提出采用跨孔超声波法对地下管线的埋深进行精确探测,其探测精度可达0.05 m,且探测精度不随管线埋深的增加而下降。通过对跨孔超声波走时的分析,发现初至波前面呈现特殊的"双峰"形态,通过对双峰形态的分析,可以精确地对地下管线的埋深做出判断。最后将该方法应用于钢制管线与混凝土管线的探测工作,所得结果符合理论预期,证明该方法具有实际应用价值。     

地基空间目标探测与识别技术

地基光电探测设备在跟踪精度、测量精度及对发光目标的作用距离上具有雷达等测量设备不可替代的优势,是最直观和最廉价的探测设备.空间目标的探测与识别以地基光电探测为主,针对当前地基探测系统的研究现状,及综合国内外光度和红外探测及识别的方法,给出了地基光电探测技术的发展趋势.     

双平行线列阵的方位估计及声探测盲区分析

基于信号相位匹配原理,给出了利用由双平行线列阵组成的平面阵进行声源方位估计的奇异值分解算法(Singular Value Decomposition for Signal Phase Matching,SVDSPM), 推导了空间谱搜索所需的时延计算公式;分析了双线阵间距对不同频率方位估计精度的影响, 从而确定了双线阵的间距;分析了声源频率对方位估计精度的影响;给出了给定频率时方位估 计精度与信噪比的关系并与MUSIC算法获得的结果进行了比较;给出了利用平面阵进行低空目 标的声探测时存在的声探测盲区的描述方法,并分析了声源的频率、目标初始俯仰角、阵元 数、阵型对声探测盲区的影响.仿真结果表明:(1)在低信噪比时SVDSPM算法的方位估计性能 优于MUSIC算法;(2)声探测盲区的范围与声源的频率和目标初始俯仰角有关,而与阵元数、 阵型无关.声探测盲区的分析和研究为立体阵的设计和方位估计提供了依据.     

目标探测精度试验的样本和航次数量设计及其应用

在新型目标探测设备精度鉴定试验中,从动态精度试验样本、估值精度、航次数量分析入手,使用Excel,Origin等数据处理和统计分析软件进行试验设计.通过比较多种方法.确定了海上靶场目标探测精度专用的系统误差、随机误差、百分误差的设计方案.经过众多试验验证,得到了可行、实用的结论.选择一定的置信度,可以缩短试验周期50%～90%,可广泛应用于武器装备试验的数据处理与分析实践.     

S波段雷达探测中的高精度电波折射误差修正方法

为提高S波段雷达探测精度,首先分析了对流层和电离层等电波环境对S波段雷达探测精度的影响,得出电波环境对信号产生的折射误差是影响雷达探测精度的主要误差源;然后利用射线描迹法,给出了对流层和电离层折射参数实时高精度遥感和探测方法,以实现S波段雷达全方位、多目标折射误差修正;最后对利用该方法研制的某型电波折射修正设备进行了验证.外场试验结果表明,该设备可实现对流层、电离层一体化实时高精度感知,可有效消除电波环境引起的距离和仰角折射误差,提高雷达探测精度.     

基于灰色系统理论的雷达探测距离预测方法

空中目标雷达探测距离的预测是基于检飞数据的雷达网探测能力分析中一个非常关键的环节.对小样本、贫信息的不确定性系统,采用一般预测方法很难满足预测精度的要求,为此使用灰色预测模型中的新陈代谢模型和Verhulst模型进行预测.新陈代谢模型在预测过程中不断剔除已不能反映系统特征的老数据,Verhulst模型则主要对原始数据变化呈S形特点的序列进行预测.最后通过实例对这两种模型进行了检验.检验结果表明:新陈代谢模型预测精度最低达96.14%,Verhulst模型预测精度最低达95.44%.     

FM/cw激光雷达系统设计与实验研究

阐述了FM／cw激光雷达探测的基本原理，设计了由发射端、接收端和信号处理系统构成的FM／cw激光雷达系统。基于设计的激光雷达系统，进行了系统探测精度和距离分辨率实验，实验结果表明：设计的FM／cw激光雷达系统，对3m距离目标探测的测距精度可达到1．38cm；采用50MHz的调制带宽，距离分辨率可达到3m，与理论分析值一致。     

优化夏克哈特曼波前传感器的光斑质心探测方法研究

夏克哈特曼波前传感器的光斑质心探测精度对光学系统的波前检测至关重要。研究了质心探测误差的来源,提出了一种子光斑自动优化探测窗口法结合基于自适应阈值分割的强度加权质心算法的方法。讨论了该方法中窗口大小、质心算法对光斑质心精度的影响,并通过仿真和实验分析了算法的质心探测精度对噪声影响的鲁棒性。实验结果表明:当信噪比高于4时,自适应光斑质心算法质心定位的平均探测误差为0.058 pixel,相对于传统算法降低了约40%;将该探测方法运用至夏克哈特曼波前传感器中,与传统质心探测法相比,最大质心偏移量由传统方法的0.92 piexl下降至0.2 piexl。证明了算法的稳定性和探测精度。     

基于数值模拟分析的弹性波CT岩溶探测能力研究与应用

岩溶勘探是工程地质勘察中的难点和重点。由于岩溶发育极不规律,并且城市轨道交通建设对岩溶勘察精度提出了更高的要求,使得岩溶勘探面临巨大的挑战。目前,岩溶勘察多采用钻探和物探相结合的勘探方法,其中弹性波CT(Elastic Wave Computerized Tomography)利用初至波走时反演地层速度探测溶洞,相较于其他物探方法,具有更高的精度,但存在“低速色盲”、陡倾层状异常难以探测、小规模溶洞分辨能力有限等问题。本文基于数值模拟分析探究弹性波CT岩溶探测能力,数值模拟分析结果表明：(1)弹性波CT能够有效探测规模大于观测点距的溶洞异常;(2)溶洞异常响应与其规模大小有关,规模越大,速度异常越显著;(3)陡倾层状低速异常速度反演断面表现出“X”型分布特征。为提高岩溶探测精度,建议综合弹性波CT单孔对无约束反演解译结果和钻探资料构建溶洞初始模型,再进行连剖面约束反演。通过将该方法应用于实际岩溶探测,并进行数值模拟对比论证,表明本文提出的反演方法能够有效提高复杂岩溶探测精度。     

雷电探测网的精度估计

针对当前最新的综合雷电定位系统,给出了雷电探测网的精度估算公式,包括探测站定位误差的影响和观测值误差的影响,其结果可用于探测网工程设计、探测数据处理以及数据的分析应用等.     

地震波跨孔CT探测孤石中直线与曲线追踪法的应用

孤石对于地下工程施工影响较大,采用地震波跨孔层析成像(CT)技术,精确探测出地下孤石的形态及分布情况可为施工方案提供科学依据、节约施工成本.通过对比分析层析成像中两种射线追踪法应用于孤石探测效果,进而提高孤石探测的精度.论文首先论述了两种射线追踪方法原理的异同点,当地下介质波速差异较大时,弯曲射线追踪更符合真实射线传播路径;再以实例验证说明,当地下介质均匀时,两种射线追踪法反演结果基本一致,当地下存在与周围介质波速差异较大的孤石时,采用弯曲射线追踪法反演结果具有更高的分辨率和精确度.     

电波环境水平不均匀性对雷达探测精度影响研究

电波折射成为影响雷达等测控设备探测精度的最重要误差源.根据雷达高精度探测的需要,利用MM5、NeQuick模型分别仿真分析了对流层、电离层区域电波环境水平不均匀性,并重点研究了电波环境水平不均匀性对折射误差修正精度的影响.研究结果表明:对于工作频率1.0 GHz或更低频段雷达而言,对流层水平不均匀性对折射误差修正精度影响相对较小,而电离层水平不均匀性显著,对折射误差修正及雷达探测精度影响较大.特别是对于UHF或更低频段雷达,对流层水平不均匀性影响可忽略不计,而电离层水平不均匀性影响更大,需重点考虑并予以修正.本文研究结果对不同工作频率的雷达的大气折射误差修正的论证、设计及研制具有较强的参考和支撑作用.     

基于改进配点法的星际小推力轨道设计与优化

星际小推力转移轨道的设计与优化是深空探测研究中的关键技术之一.传统的标准配点法是求解问题非常有效的方法,但计算精度较低.针对双积分轨道动力学模型给出了改进配点算法,在不增加非线性规划问题约束的条件下,采用四阶Gauss-Labatto积分式处理系统微分方程,提高了配点法的计算精度.然后以地球-金星的燃料最省小推力转移轨道为例,分别采用标准配点法和改进配点法对其进行了优化设计,并分析比较了优化结果.数值计算结果验证了改进配点法的有效性.     

一种基于GVF-Snake模型边界探测的相位解缠算法

针对矿区沉降监测中低相干和强噪声下出现相位不连续、条纹间断等导致的InSAR(Interferometric SAR)监测可靠性不高等问题,提出了一种基于GVF-Snake(gradient vector flow snake)模型干涉条纹边界探测的相位解缠方法.该算法利用GVF-Snake模型对沉降漏斗区的干涉条纹进行边缘检测获取干涉条纹的边界,对检测边界内的像元按照相关准则进行解缠绕,通过改进的中值滤波方法消除孤立点.以济宁矿区为实验区,采用日本ALOS PALSAR真实雷达数据进行矿区沉降监测以验证新解缠算法的有效性,利用两组实验数据分别采用基于GVF-Snake模型的边界探测解缠算法与最小费用流等其它5种解缠算法进行对比实验与分析.结果表明:所提算法在干涉条纹质量较好的情况下与其它解缠算法高度一致,以MCF(minimum cost flow)最小费用流解缠方法作为评价标准,新方法解缠精度可以达到±0.005 8rad;在干涉条纹间断、噪声影响严重的情况下,可以实现InSAR矿区沉降漏斗的正确相位解缠,从而保证InSAR矿区大量级沉降监测的可靠性及精度.