基于惯导系统的机载SAR运动补偿精度分析

该文分析了典型飞机惯性导航系统(INS)的误差特性及其对机载合成孔径雷达(SAR)运动补偿精度和高分辨率成像的影响。分析结果表明INS定位漂移误差是低频误差,并随时间呈级数增加。初始阶段INS漂移误差较小,与杂波锁定和自聚焦方法相结合,可以实现机载SAR高分辨率成像。     

一种基于和差波束的机载 SAR 定位方法

机载 SAR 绝对定位技术可以直接对地面目标进行定位,无需地面参考点,对于军事及民事应用具有重要的实用价值.该文提出一种新的机载 SAR 对地定位方法,主要研究在无地面参考点的情况下,利用和差波束 SAR图像直接对地面目标定位,获取地面目标3维坐标信息.论文分析了载机速度、高度及测角误差对定位精度的影响,并与传统基于距离多普勒模型的定位方法进行了比较,最后通过仿真实验验证了该定位方法的有效性.     

基于广义伪距定位的SAR景象匹配导航方法

飞机飞行过程往往依赖卫星为其提供定位导航服务,然而这一方法在很多场景下失效。作为替代,机载惯性导航系统(INS)可以提供飞机的大致位置信息,这一结果并不准确。机载合成孔径雷达(SAR)可以实时获取地面高清图像,因此对于其载机平台而言,考虑通过实现对图像中地物目标的准确定位,并以之作为控制点对平台位置实现反向解算。基于此,本文利用了基于异源图像匹配的地物目标定位方法,即通过实时SAR图像与带有准确经纬度信息的光学基准图进行图像匹配,准确计算SAR图像中相应地物的位置信息。进而,本文创新地提出了基于广义伪距定位的平台位置解算方法,并在6维INS误差模型下对广义伪距方程进行改进,有效提高了定位精度。试验结果表明,这一方法路线切实可行。     

环视SAR几何失真校正误差分析及补偿技术研究

环视合成孔径雷达(circular-scan SAR)主要用于在导弹精确末制导中进行景象匹配,成像几何精度对最终的目标定位至关重要。由于GPS/IMU测量误差的存在,使得环视SAR在采用基于GPS/IMU的成像几何失真校正方法进行校正后图像仍存在一定的失真。该文分析了环扫天线扫描角度误差和天线相位中心(APC)位置测量误差对成像几何失真校正的影响,并针对环视SAR的特点提出了有效的基于数据的运动参数估计方法。实测数据处理结果验证了分析的正确性及补偿方案的可行性。     

基于超声波/INS信息融合的室内定位方法

室内定位方法中,低成本惯性导航系统(INS)的定位误差随着时间和距离的增加而积累,需要采用其他手段抑制误差发散。室内环境下GPS无法正常工作,从而失去对INS误差的抑制作用;因此,该文提出了基于超声波/INS信息融合的室内定位方法。以自主导引小车(AGV)为定位终端,根据超声波定位技术和非完整约束条件得到自主导引小车的位置和速度信息,并利用该信息辅助INS,通过卡尔曼滤波进行信息融合,从而抑制纯惯导情况下定位误差发散的问题。采用Matlab对所提出的室内定位方法进行仿真验证,结果表明,采用超声波/INS信息融合方法能将INS的误差抑制在一定范围内,该方法适用于室内移动物体的实时定位。     

利用单个地面控制点的SAR 图像高精度立体定位

几何构像模型和定向参数解算方案的选择是实现SAR 图像高精度立体定位的关键。该文针对稀少控制下斜侧视SAR 图像高精度定位难题,设计了利用单个地面控制点的SAR 图像立体定位方案。该方案利用轨道参数获取成像瞬间天线相位中心的位置、速度,并利用一个地面控制点标定近距延迟和多普勒中心频率,实现定向参数的精确解算和SAR 图像的高精度立体定位。采用中国测绘科学研究院获取的机载SAR 图像进行了立体定位实验,统计分析了其定位误差,验证了该文方法的精确性和有效性。      

基于运动目标聚焦像的单通道SAR运动目标定位方法

本文针对合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)"方位位置不确定"问题,提出了一种基于运动目标聚焦像的单通道SAR运动目标定位新方法.该方法根据运动目标与方位向天线波束关系,利用运动目标多普勒频谱的相对端点估计运动参数,实现准确定位.方法简单,计算量小,信杂比要求低,适用范围广.仿真与实测数据验证了该方法的有效性.     

无人机载合成孔径雷达系统技术与应用

该文在概述无人机载SAR技术特点的基础上,介绍了国内外无人机载SAR技术的发展概况,对无人机载 SAR的工作体制、关键技术、性能指标、典型系统及应用等方面的内容进行了归纳。结合研制的高分辨率、全极化、双天线干涉等SAR系统,重点讨论了基于功能单元的SAR系统设计、SAR实时成像数据处理、多维度运动误差补偿等技术。针对无人机的特点和对载荷的要求,概述了无人机载SAR在高分辨率、新功能模式等方面的技术进展。并针对国内外当前的发展概况,探讨了无人机载SAR技术的发展趋势。      

基于DPCA的机载SAR系统运动误差及其补偿

基于相位中心偏置天线（DPCA）技术的机栽SAR系统在实际运用中普遍存在着因雷达平台运动不稳定导致DPCA约束条件不满足的问题，这在很大程度上影响了机载SAR系统的杂波抑制性能。针对这个问题，该文以双天线机载SAR系统为模型，通过对DPCA的对消原理和运动误差的分析，结合插值理论，对载机匀加速运动状态下造成的运动误差提出了一种基于三次样条函数的运动补偿算法。通过计算机仿真，验证了该算法的有效性，且算法易于工程实现。     

基于方向图和多普勒相关系数的天基阵列SAR通道相位误差补偿方法

随着对地观测技术的发展,要求SAR系统能够同时实现高分辨率和宽测绘带,天基阵列多通道SAR结合数字波束形成(DBF)技术为解决该问题提供了很好的思路,但各个通道之间相位误差会很大程度上降低DBF的性能,常规通道误差补偿方法估计精度不足,应用场景受限。针对上述问题,该文提出一种基于方向图和多普勒相关系数的天基阵列SAR通道相位误差补偿方法,不仅利用天线方向图先验信息,还充分利用场景不同多普勒相关性信息,通过最小化天线方向图和多普勒的组合差异,实现对通道之间相位误差的估计。结合RADAR-SAT数据的仿真试验结果验证了该算法的有效性。     

机载红外预警系统反导预警能力建模与仿真分析

红外探测是弹道导弹预警的主要手段之一.分析了弹道导弹及其背景的红外辐射特性;在综合考虑地球曲率、高度、气象条件、大气特性等条件的基础上,建立了红外传输的空间大气透过率计算模型;给出了机载红外预警系统的探测距离模型及其求解方法;通过仿真分析了不同飞行高度的机载红外预警系统对不同射程弹道导弹的助推段、末助推段、中段、末段以及短程弹道导弹的预警能力.仿真结果验证了大气透过率计算模型的有效性,论证了机载红外预警系统执行弹道导弹预警任务的可行性.研究结果表明:处于特定高度的机载红外预警系统具有很强的战术弹道导弹预警能力.     

弹载俯冲前斜SAR目标测角及精度分析

根据弹载俯冲合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)成像原理，提出了目标的SAR测角算法，并仿真分析了弹载SAR成像目标定位和测角误差。前斜角、高度误差和多普勒测量误差对测角影响很大，姿态角误差会影响最终的测角误差。SAR测角精度是影响导弹末制导的关键，需要对系统各项误差项进行约束控制。提出的SAR目标测角算法及测角精度仿真分析结果可为导引头系统设计提供参考。     

不同类型土壤地面与其上方目标散射特性研究

针对超低空目标与地面复合电磁散射的问题,以某型巡航导弹作为超低空目标的典型代表,研究了不同类型土壤地面与其上方巡航导弹的散射特性。在考虑不同类型土壤组成成分的基础上,采用四成分土壤介电模型计算其介电常数,分析了土壤介电常数与土壤类型和土壤湿度的关系;以二维高斯粗糙面模拟地面环境,引入锥形入射波克服粗糙面的边缘衍射,应用基于物理意义的双网格法(Physics Based Two Grid, PBTG)结合稀疏矩阵规范网格法(Sparse Matrix Canonical Grid, SMCG)仿真分析了土壤类型、入射波频率与极化等因素对地面环境电磁散射特性的影响;基于目标与环境的复合表面积分方程,研究了不同类型土壤地面与巡航导弹的复合散射特性。分析表明:巡航导弹与粗糙面相互作用,使三种类型土壤地面的散射系数均有所增大。研究成果为不同类型土壤地面环境遥感探测及其上方超低空目标的探测提供了理论参考。     

NSM反舰导弹的红外辐射特性研究

从舰载防空导弹研制的实际需求出发,深入研究了低空来袭的海军攻击导弹(Naval Strike Missile, NSM)的红外辐射特性,并建立了NSM反舰导弹物理模型。用ICEM软件对NSM反舰导弹模型进行了网格划分,然后通过CFD软件仿真得到了NSM反舰导弹的温度和红外辐射亮度分布。最后采用反向蒙特卡洛法分析和计算了不同探测角度下NSM反舰导弹的红外辐射强度,为舰载防空导弹不同角度下拦截能力的评估提供了支撑。     

改进粒子群算法的巡航导弹路径规划

针对巡航导弹的战术特点,在设定威胁源为分布位置己知的敌方探测雷达、巡航导弹在某一高度上对探测雷达做等速水平规避运动的基础上,提出了一种新的路径规划区域粒度控制图——对称标距图;对近年来出现的粒子群算法进行了改进以使其更具智能化,将它应用于巡航导弹路径规划问题,并进行了仿真计算。仿真结果表明,对称标距图和改进后的粒子群算法能够比较好地解决巡航导弹的路径规划问题。     

高速导弹红外成像末制导对气动光学效应技术研究的需求

高速导弹采用红外成像末制导技术实现直接碰撞目标是精确制导武器发展的主要方向。从高速导弹采用红外成像末制导技术所面临的新问题出发，研究了气动光学效应规律，进行气动光效应的校正对高速导弹光学头罩的设计，提高导引头对目标探测的信噪比以及提高末制导精度和抗干扰能力具有重要作用。     

无人机定位技术及其应用

分析了无人机定位过程及定位原理，着重研究了无人机定位精度，比较了各种定位方法。提出利用无人机定位技术可提高超视距反舰导弹作战能力。     

反辐射导弹优化飞行方案

航迹优化对于提高单站无源定位的定位精度有着重要的作用,在反辐射导弹的应用中,航迹优化问题实际上是设计最优方案弹道或者是最优导引规律的问题,不同于仅从定位精度角度优化观测器航迹的问题。这里从理论分析的角度,推导了航向、弹道偏角和定位误差的克拉美罗下限(CRLB)的关系,通过数值分析的方法获得了仅从定位精度出发的最优航向和弹道偏角。然后针对反辐射导弹的实际应用背景,提出了适合反辐射导弹应用的优化飞行方案,最后通过数值分析对比了三种飞行方案优劣。     

超音速巡航导弹飞行高度的串级控制与仿真

建立了超音速巡航导弹飞行高度的串级控制系统模型;利用最优参数整定法设计了副回路反馈补偿PD调节器;运用Matlab/Sisotool设计了主回路控制器.仿真结果表明,串级控制能较大程度地提高超音速巡航导弹飞行高度的控制性能.     

发射平台导航误差对反舰导弹捷联惯导系统影响分析

建立动基座条件下反舰导弹捷联惯导系统误差传播方程,分析发射平台导航参数误差对导弹惯导定位误差的影响,得出了相关的结论。研究结果可以为武器试验鉴定工作提供支撑。