一种无气压高度信息辅助的地形导航系统

介绍了一种不依赖于气压高度信息的地形导航系统。该系统仅仅需要雷达高度表和惯导两种导航设备,不需要气压高度信息。实时测量的高程序列由惯导的高度通道和雷达高度表获得,首先对实测的和从电子地图中获得的地形高程序列分别进行零均值化处理,然后再运用相关法进行匹配。蒙特卡罗模拟仿真结果表明,新的系统解决了气压高度表精度不高所带来的问题,保持了与原有系统同样的精度,并且降低了成本。     

一种LFMCW雷达高度表信号处理系统的实现

文中介绍一种LFMCW雷达高度表信号处理系统的设计与实现,给出基于Altera公司的Cyclone II系列和ADI公司TS101芯片的信号处理硬件整体结构,分析整个系统的模块流程.同时提出在高度表中采用Chirp_Z算法提高精度,并对FFT 和Chirp_Z算法工程实现作出了描述,通过仿真证明采用FFT、Chirp_Z算法能够实现高度高分辨的优越性,并最终在实验系统中验证了系统设计的有效性.     

一种飞机无线电高度表原位检测仪的设计

基于飞机外场原位检查无线电高度表的目的,采用PC104工控机和STM32嵌入式处理器为系统核心研制了高度表原位检测仪,包括功能框图、各模块的设计思路,软件功能划分和体系结构,实现高度表信号隔离和电平转换,产生高度模拟信号、指示器模拟信号、提供高度表检查信号,对正常、告警跳闸信号进行指示,对线性高度电压、非线性高度电压进行测量,该设计实现了简便友好的人机交互,已经在航空检测中使用验证。     

无线电高度表零高度校准功能的实现

无线电高度表作为测高设备,以其体积小、精度高等优点被广泛使用在飞机、导弹等航空航天器上.本文介绍了由单片机控制的机载无线电高度表的零高度校准功能,提供了实现该功能的硬件原理和软件流程,并给出了实验效果.     

基于自适应目标融合技术的指挥控制系统研究

针对多传感器探测问题,建立了一种数据融合算法,为多防空武器系统协同作战下接收多个、多类型传感器目标探测信息的指挥控制系统提供了一项新技术。采用自适应方式,通过计算某一传感器探测数据被系统中其他传感器测量值的综合支持程度,决定其权重系数,从而提高数据融合精度、增强抗干扰能力。通过数值仿真计算对改进算法进行了检验,实验结果表明,融合算法完成了对同一目标7组探测数据的融合。经计算,抗干扰能力相比于传统融合算法有一定提高。     

单平台多传感器探测中数据融合器的研究

讨论了单平台多传感器探测中，数据融合处理算法及其实现方法。利用数据压缩法和多传感器概率数据关联法，对雷达，电视，激光和红外探测器的测量数据进行融合处理，仿真实验结果表明：7个传感器融合后，可提高目标运动参数预测数据的精度，为伺服系统提供更准确的控制参数。     

基于激光的巡航导弹地形匹配关键技术研究

为解决巡航导弹上的雷达高度表探测精度不高,易受电子干扰影响而失效,且在平原、沙漠地区及海面失效的问题,研究采用激光测高/测深技术设计新型巡航导弹地形匹配导航系统,利用激光探测技术的优点来提高地形测量精度和抗电磁干扰能力。采用红外/蓝绿双波长输出激光高度计方案使得巡航导弹可利用海底地形进行辅助导航,探讨了几项关键技术：包括激光器结构、探测器及光学系统设计、数字化地物目标反射的激光回波脉冲并从中提取有效波形识别特征参数方法及地形匹配算法。     

无线电高度表测量技术和应用

随着现代航空的发展,无线电高度表在各种飞行器中的应用不断增长。如自动着陆、轰炸瞄准、地形跟随、直升机的定高盘旋和低空导弹的掠海飞行等各种高度控制系统中,都应用了无线电高度表作为高度传感器。本文简述了无线电高度表的主要体制及其电路原理,分析、比较了各自的技术特点,以及目前在无线电高度表研究工作中的改进途径和发展趋向。以供飞机、导弹设计及制造方面的无线电、自动控制系统人员参考。     

C波段脉冲雷达高度表设计

C波段雷达高度表是一种基于机/弹载应用的小型、全固态、高可靠脉冲雷达高度表。为了解决脉冲雷达高度表低高度测量问题,采用收发分开双天线工作模式,在设计上采用了诸多先进的电子设计技术和设计理念。设计低高度C波段脉冲雷达高度表系统,较为详细地给出了各子系统的设计实现方法,同时给出了C波段脉冲雷达高度表的距离性能预测和相应的试验验证结果。试验结果证明了所采用技术手段能有效地解决脉冲雷达高度表低高度测量问题。     

一种基于变频模式的高度表模拟器研制

高度表模拟器是无线电高度表测试系统的重要组成部分,而声表面波(SAW)延迟线是高度表模拟器的常用元器件之一。传统的声表面波延迟线最高频率只能做到2.5GHz,不能满足国际通用无线电高度表4.2～4.4GHz工作频率的要求。该文基于声表面波延迟线的特点,提出了一种包含上下变频模块的高度表模拟器的设计方法,并给出了测试结果。     

基于气压表/GPS的数据融合算法研究

为确保飞机精确飞越预定点上空并具备精密进场着陆引导能力,引入了一种提高垂直方向定位精度的气压表/GPS数据融合算法.该算法利用Kalman滤波实现了气压高度表/GPS的数据融合.借助于飞机的运动矢量模型、GPS定位误差模型建立了气压表/GPS组合导航系统自适应联合Kalman滤波的数学模型,给出了该数据融合算法的详细推导过程.仿真结果表明,所设计的算法在改善垂直方向上的定位精度以及在实时性、适应性等方面都有很好的效果,提高了飞机在进近飞行阶段的安全性和可靠性,能满足民用航空的进场着陆引导要求.     

卫星激光测高仪在轨检校脉冲探测器的设计、测试及应用

针对我国高精度立体测绘卫星系统中激光测高仪的在轨场地检校的技术需求, 研制了激光脉冲探测器系统。 系统采用高速 PIN 探测单元及高速数据采集电路实现了 ns 级脉宽激光脉冲的定量化采集, 通过集成无线射频模块实 现脉冲探测器的数据远程传输。为保证脉冲探测器的野外应用性能, 系统进行了能量密度测试、能量响应一致性与 稳定性测试、探测器测量视场角测试等。试验结果表明脉冲探测器可以实现 1∼120 nJ·cm−2 的能量范围采集, 能量响 应的一致性优于 5%, 稳定性优于 1.5%, 并且可以实现 ±12◦ 角度范围内的激光脉冲的有效采集。最终探测器成功应用 到我国“高分七号”卫星激光测高仪的在轨检校中, 获得了探测器阵列的有效激光触发数据, 为激光测高仪的在轨检校 试验提供了有效的数据支撑。     

激光高度计地面定标模拟系统设计

星载激光高度计广泛地用于多种地形地貌的科研分析,例如冰层和植被覆盖变化。针对星载激光高度计数据的定量化应用,研究了激光高度计的定标方法,并设计了激光高度计地面定标模拟系统加以验证。该系统包含探测器阵列和高精度脉冲计时系统两部分,用于定标星载激光高度计的对地指向角和时间戳。对定标系统的性能进行实验测试和软件仿真,结果显示：探测器能够探测平均能量3 nJ/cm2的光斑,探测范围为1~16 nJ/cm2,计时系统计时精度为1.25 ns。     

基于IDL的激光测高雷达回波时域仿真算法研究

从激光测高雷达回波能量分布模型和地表模型入手,详细介绍了基于IDL的激光测高雷达回波的仿真过程及仿真程序各个模块的功能,用Pearson相关性方法将仿真所得波形与实测回波波形进行了分析比对,二者的相关性系数达到90%以上,并分析了回波脉冲波形随测高系统参数和地表参数的变化情况.该方法可以直观有效地对不同地表的回波进行仿真,为激光测高雷达的回波分析提供了重要的技术手段.     

对地观测星载激光测高系统高程误差分析

星载激光测高系统通过接收卫星平台激光器发出的激光脉冲经地表反射的微弱回波,计算卫星与地表的距离;结合卫星轨道和姿态数据,生成激光脚点精确地理位置和高程结果.其高程误差主要受器件、环境和目标参数影响,目前还没有完整描述对地观测星载激光测高系统平面和高程误差的数学模型.简化并完善了针对固体地表的激光测距误差模型,建立了完整的激光脚点平面和高程误差模型.利用高程精度和空间分辨率更高的机载Lidar数据评估了星载激光测高系统GLAS实测数据的高程偏差,评估结果符合所建误差模型.在较平坦的冰盖表面,GLAS系统高程精度可以达到设计值约15 cm.研究内容对测高系统高程误差评估和系统参数设计具有参考意义.     

空间激光测高技术发展及展望

空间激光测高技术通过在天基平台搭载脉冲激光测距仪,实现行星表面形貌信息获取,是开展对地和深空探测的重要手段。系统梳理了空间激光测高技术的发展历史和现状,提出应向多波束观测、近海及岛礁水下地形探测、激光主动多光谱探测这三个方向发展,建议开展近红外波段单光子探测、超窄带光学滤波、多光子分辨探测、单光子数据星上预处理、高转换效率激光及非线性光频变换关键技术研究,促进我国空间激光测高技术的进一步发展。     

基于星载激光测高仪的森林植被高度估算

为了提高星载激光测高仪估算森林植被高度的精度,本文在处理星载激光森林地区回波波形时,提出了一种基于高斯混合函数模型的波形分解方法,充分保留了波形中有效峰值信息,提高了利用波形估算植被高度的精度。本文以GLAS过中国长白山地区的20个激光点为例,先后进行了自适应波形背景噪声滤除与高斯平滑滤波的波形预处理,对预处理后波形进行了高斯混合函数模型的波形分解,并利用分解后得到的首末子波形估算出激光光斑内的植被高度,对比该光斑样地实测植被高度,结果表明本文估算的植被高度精度为(0.3±1.4)m,其精度明显高于已有的相关算法,故该方法可用于已在轨的高分七号星载激光估算森林植被高度。     

激光测高技术的发展趋势

激光测高技术作为一种的先进测量手段,已广泛应用于地形地貌测绘、地球科学研究、航天工程、城市规划、森林资源调查等诸多方面。虽然激光测高技术已相对成熟,但随着激光技术的发展和应用需求的拓展,激光测高技术仍有很大的发展空间。通过对国外近期研制或正在研究的几个具体激光测高设备的介绍和分析,总结了激光测高技术的一些典型技术特点和发展趋势,介绍了多光束发射和接收、单光子探测、多回波测量和多功能集成等技术在激光测高仪的应用。这对开展新型激光测高技术的研究具有一定参考价值。     

基于成像激光雷达的地形辅助导航研究

成像激光雷达通过扫描可以测量高精度的地形数据,基于成像激光雷达的地形辅助导航系统是纠正惯导误差的有效手段.根据激光雷达测距模型提出了基于成像激光雷达的地形辅助导航系统,将激光雷达看作一个多维距离传感器阵列,利用卡尔曼滤波器迭代估计系统的状态误差,从而纠正惯导累积误差.根据激光雷达测距关系推导了系统的扩展卡尔曼滤波方程,并对成像激光雷达多维测量数据采用最小均方误差准则进行融合,融合滤波器组合了多个测量数据的信息,有效克服了测量噪声和数据丢失对单个滤波器的影响,从而提高了导航性能.然后利用局部可观测性对系统的性能进行了分析,并对提出的算法作了大量的仿真实验进行验证.