广义最小二乘法配准组网雷达误差的技术研究

本文介绍了组网雷达的坐标转换方法,研究了使用广义最小二乘方法配准组网雷达中的距离误差、方位误差和俯仰误差的技术问题。仿真分析了量测噪声对于配准误差的影响。结果表明了最小二乘算法的有效性和鲁棒性。     

多传感器误差配准研究

多传感器组网信息融合时,需要对组网中各传感器系统误差进行估计和补偿,以消除各传感器系统误差对融合性能的影响。研究了雷达组网系统误差配准模型,并对最小二乘算法 (LS)、广义最小二乘算法(GLS)、递推最小二乘算法(RLS)、修正 EX 算法等误差配准算法进行对比分析,同时给出了扩维配准模型用于解决多传感器组网配准问题,针对实际工程应用中算法收敛情况难以判断的问题,提出了一种误差配准收敛性判定的方法。根据仿真结果对误差配准算法性能进行分析,同时验证了扩维配准和收敛性判定方法的有效性,支撑配准系统应用。     

基于有限记忆最小二乘的雷达误差配准算法

针对非合作目标多雷达组网中的系统误差配准问题,介绍了基于地心地固坐标系的三维空间配准模型,以及常用的雷达误差配准方法——最小二乘法。为了能够实时估计出系统偏差,并解决最小二乘等批处理算法在求解系统误差过程中数据量、计算量和存储量随时间递增的问题,提出了基于广义最小二乘法的有限记忆最小二乘法。通过一个实例,对新算法进行Matlab仿真,结果证明了算法的正确性和有效性。     

组网雷达系统误差的估计原理与性能分析

为了实现组网雷达系统误差修正,在研究雷达误差特性的基础上,分析了2种坐标系统下误差修正的原理,给出了利用最小二乘算法和广义最小二乘算法进行误差修正的公式.通过仿真实验,对实时质量控制算法、最小二乘算法、广义最小二乘算法和扩展卡尔曼滤波算法实现误差配准进行分析,并比较了这些算法在工程应用中的复杂性和估计精度,同时给出各种算法在工程应用方面的适用条件.     

一种机载组网雷达协同目标检测算法

多机协同的机载雷达组网联合目标探测可有效提高复杂电磁干扰环境下对隐身弱目标的探测能力。文中针对机载雷达组网探测时空间配准误差大、协同探测难以实现的难题,提出了一种基于轨迹空间配准的协同目标检测算法,通过雷达间少量距离-多普勒域数据及低检测门限下目标轨迹域数据的交互,采用极大似然估计广义似然比检测器对目标进行联合恒虚警检测(CFAR),并通过轨迹域空间配准与CFAR的迭代计算,实现配准精度和目标联合检测性能的双提升。数值仿真实验的结果表明,在四部雷达组网工作时,在相参积累后信噪比9 dB、虚警概率10^-4的典型场景下,经过迭代处理,空间配准精度可达到一个距离-多普勒分辨单元;对目标的检测概率由单部雷达的28.5%提高到四部雷达协同下的83.67%。     

基于互信息的航迹对准关联算法

针对系统误差对目标航迹的影响,研究了在组网雷达存在系统误差情况下的航迹对准关联问题,并将该影响表示为目标航迹的旋转量和平移量;提出一种基于互信息的系统误差配准前航迹对准关联算法,该算法采用最大互信息理论来估计目标航迹数据的相对旋转量和平移量,将雷达组网中雷达上报的目标航迹数据对准到融合中心,从而避开了估计雷达组网系统误差,实现了误差配准前的航迹对准关联,能够为后端的系统误差配准提供可靠的关联航迹数据。     

基于SRUKF的组网雷达系统偏差估计方法

雷达组网数据处理首先要进行误差配准,来准确地估计和消除系统偏差。该算法模型建立在ECEF坐标系下,并采用均方根不敏卡尔曼滤波（SRUKF）对组网雷达系统偏差进行实时估计。该算法不仅无需计算雅可比矩阵,而且算法的方根形式增加了数值稳定性和状态协方差的半正定性。仿真结果表明,该算法可以有效地实现组网雷达的系统误差配准。     

粗DEM辅助的广域PS-InSAR数据预处理方法及应用

PS-InSAR技术是一种高精度的地表形变探测方法,小区域PS-InSAR处理的研究较为深入,但处理方法并不适用广域的形变探测和数据处理方法。本文针对卫星实时轨道精度差的问题,首先提出利用辅助DEM进行斜距误差和轨道系统误差校正提升差分干涉相位反演精度的方法;其次,针对广域图像配准误差的空变性,提出了一种由粗到精的层级配准方法,解决了配准误差空变对PS-InSAR永久散射体选取和图像相干性的影响;最后,通过对形变观测结果的地理编码结合加权处理,实现对超广域观测图像的拼接。利用仿真数据验证了粗DEM对系统误差校正的有效性,并进一步通过Sentinel-1A的2000多景雷达影像对云南省全境39.4万平方千米的覆盖区域进行了处理,结果表明了本文方法对系统误差校正和对广域形变探测处理的有效性。     

系统误差校正中的时间对准问题研究

在雷达组网系统中 ,为了能迅速而准确地进行误差校正 ,必须对用于误差校正的数据进行快捷而有效的空时对准。提出在单目标和多目标情况下的时间对准方法 ,并用最小二乘法对时间对准后的雷达数据进行误差校正仿真 ,实验结果证明了该算法的有效性     

基于相位相关的航迹对准关联技术

本文研究了雷达存在探测系统误差时的目标航迹关联问题,给出了组网雷达常规及大系统误差对目标航迹影响的理论分析,提出了一种基于相位相关的系统误差配准前目标航迹对准关联算法.该算法利用Radon变换和Fourier变换的有关特性,采用1维和2维相位相关来分别估计航迹间旋转和平移,基于估计量对各雷达目标航迹进行对准后,实现配准前航迹准确关联.最后,蒙特卡洛仿真结果比较验证了在各种不同的系统误差和目标环境中算法良好的航迹对准关联效果,充分说明其能够为雷达误差配准提供可靠的关联航迹数据.     

基于小生境遗传算法的雷达组网误差配准

多传感器信息融合须进行误差配准。传统的误差配准技术采用RTQC、最小二乘法或极大似然估计法,将非线性方程进行线性化,而线性化过程会引入误差。给出了一种基于小生境遗传算法的误差配准算法,该方法在采用基于ECEF坐标系的误差配准技术的基础上,克服了将非线性方程线性化带来的误差,并在传统遗传算法的基础上引入小生境技术,提高了遗传算法全局寻优能力、收敛速度以及系统误差估计结果的精度。最后,将该方法与基于ECEF坐标系的最小二乘法及传统遗传算法进行了比较,仿真实验结果验证了算法的有效性。     

基于遗传神经网络的AOA跟踪算法

提出了一种在非视距传播环境中基于遗传神经网络的到达角定位跟踪算法。首先使用遗传算法优化后向传播神经网络的初始权值,将优化后的GA-BP神经网络对AOA测量值进行修正,用最小二乘算法确定移动台的位置,再用卡尔曼滤波器配合相关检测距离门对移动台实施跟踪。仿真结果表明,该算法能有效地实现移动台的动态跟踪,且性能优于传统BP神经网络和LS算法。     

上行免调度NOMA系统中基于遗传算法的扩频矩阵优化方法

为了提升基于压缩感知(Compressive Sensing,CS)框架下的免调度非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)系统的信道估计和多用户检测性能,本文提出了一种基于遗传算法(Genetic Algorithm,GA)的扩频矩阵优化方法.该方法以最小化扩频矩阵的互相...     

基于遗传算法的OTHR机动弱目标检测

天波超视距(OTH)雷达系统中,为了获得较高的多普勒分辨率,通常会采用长的相干积累时间,但对于机动目标,长相干积累时间会导致回波的多普勒展宽,不利于检测。对于弱目标,由于其能量低,容易被强目标掩盖,加大了检测难度,针对这一问题,提出一种基于目标运动参数估计的OTHR机动弱目标检测方法。利用遗传算法优越的参数估计性能这一特点,采用遗传算法估计各目标的运动参数,并引入"clean"算法的思想,在时域上逐个减去强目标,以消除强目标的掩盖效应。又考虑到遗传算法的运算量较大,进一步提出采用时频分析算法估计各参数范围,减小遗传算法的运算量。仿真结果表明,与已有算法相比,文中算法具有更高的参数估计精度和弱目标检测性能。     

基于MMSE算法的MIMO-OFDM系统频率同步

MIMO-OFDM技术将成为4G的核心技术,但其频率同步问题是必须要解决的问题之一。传统的盲同步算法中,大多在精确度和复杂度之间很难取舍。针对LS(最小二乘)算法精确度不高的问题,提出了一种新的基于MMSE(最小均方误差)算法的频率同步方法,并与LS算法的性能进行了比较。仿真结果表明,在同样的信噪比下,MMSE算法能得到比LS算法更低的误码率和均方误差。     

最优控制点选取的遥感图像亚像素配准算法

分析了已有图像配准算法应用遥感图像配准方面的面临的问题,针对提高不同模态遥感图像配准精度问题,提出了一种人工辅助多模态图像配准算法。该算法首先由人工对待配准图像(测试图像)和参考图像输入控制点,利用高斯差分算子确定测试图像极值点;其次利用投影变换和最小线性平方差算法计算双边平均配准误差;最后,根据配准误差自动对控制点进行亚像素调整,取得亚像素级控制点匹配,实现遥感图像精确配准。实验结果表明,该算法具备更高的配准精度。      

雷达组网探测巡航导弹能力建模与仿真

建立雷达组网探测巡航导弹能力的评估模型是雷达组网作战效能评估的一个重要内容。本文在模拟巡航导弹飞行航迹的基础上,通过网内雷达与目标间的坐标转换,推导了网内各雷达对巡航导弹雷达散射截面积（RCS）观测值随着时间变化的起伏模型,再依据雷达组网点迹融合探测性能模型,仿真分析了雷达组网对巡航导弹的探测能力。结果表明该方法能够比较准确地计算雷达组网对巡航导弹的发现概率,为雷达组网系统的作战效能评估提供了一定的依据。     

基于多频带陷波的雷达嵌入式通信波形设计

雷达嵌入式通信（radar-embedded communication,REC）系统是一种在雷达回波信号中隐藏通信信息的隐蔽通信方法。但是由于雷达系统所处的电磁波环境极为复杂,以致雷达嵌入式通信系统会受其他通信系统的同频干扰,最终导致接收机无法准确识别回波信号。为了使得雷达系统避免复杂环境的干扰且能保持良好的隐蔽通信性能,本文提出了一种基于多频带陷波的雷达嵌入式通信波形设计。本文首先根据随机雷达波形和理想功率谱密度,并采用功率谱匹配的方法建立目标函数,然后利用拟牛顿优化算法对目标函数进行求解得到多频带陷波,以此来避免其他通信系统带来的同频干扰问题,最后基于多频带陷波,采用一种改进的加权组合方法（improved weighted-combining,IWC）设计通信波形。仿真结果表明,本文所提方法可以保证雷达通信的低误码率（signal error rate,SER）和低拦截率（low probability of intercept,LPI）。      

舰载搜索雷达组网体系研究

研究了舰载搜索雷达的组网问题,给出了雷达布站的一般流程,讨论了组网雷达的发现概率和几何精度因子,并通过仿真计算得到了不同组网形式下雷达发现概率和探测精度的分布。     

基于博弈论的多雷达多目标分配方法研究

根据雷达网作战需求和作战任务分配准则,以雷达网目标分配效益为目标函数,对雷达网目标分配问题进行了建模,利用潜博弈理论进行了分析,并证明了纳什均衡的可行性、存在性和最优性。基于最佳动态反应设计了迭代目标分配策略选择算法,并分析了算法的复杂度。仿真结果表明:该目标分配策略选择算法具有很好的收敛性,能够在较短时间内寻求近似最优解。当不存在最大目标探测容量限制时,该算法能够获得与穷举法相同的性能。分配决策模型和算法合理便捷,可以较好地解决雷达网多目标分配问题,对实际作战指挥有一定的指导意义。