发射站固定的双站合成孔径声纳成像研究

本文建立了发射站固定的双站合成孔径声纳模型，在分析了“停-走-停”假设引起相位误差的基础上，提出了对误差补偿的方法，研究了双站SAR距离-多普勒算法，并提出了基于该算法的双站SAR成像方案，最后给出了有关计算机仿真结果，实现了双站SAR对点目标的成像，     

机载双站SAR成像区分块分析

机载双站SAR的回波数据具有距离空变性或距离-方位二维空变性,需要对观测场景进行分块成像。本文从机载双站SAR斜距历程出发,借助于载机轨迹解耦合公式,推导了观测场景中任一点目标的距离走动和距离弯曲公式。根据距离徙动校正后的残余距离徙动与二阶相位误差,推导了机载双站SAR的成像区分块准则。基于该准则仿真得到了各种构型机载双站SAR的成像区分块结果,分析了双站结构参数与系统参数对成像区的影响,为双站SAR宽场景成像时成像区分块提供了理论指导。      

并行机载双站斜视SAR ELBF-CS成像算法

论文建立了并行机载斜视双站SAR的结构模型和信号模型,用收发载机多普勒贡献比为加权系数推导了点目标回波的扩展Loffeld频谱公式(ELBF)。在二维频域内补偿双站扭曲项,然后对剩余相位项做Taylor展开,利用Chirp Scaling(CS)方法,推导了并行机载双站斜视SAR的ELBF-CS成像算法。双站结构参数及双站扭曲项的距离向空变性用回波数据的距离向分块处理,推导了数据分块条件,由此可以实现宽场景成像。算法基于更精确的ELBF,并用CS方法校正点目标距离徙动,处理流程更简单,成像效率更高,仿真验证了本文算法处理并行机载双站斜视SAR数据的有效性。     

人工触发闪电的先导磁定位与电流反演

为进一步分析人工触发闪电直窜先导的放电过程及其电流特征,建立了闪电通道双站交叉磁定位的方法. 该方法利用低灵敏度磁场回击时刻及高灵敏度磁场直窜先导过程的磁定向(magnetic direction finding, MDF)结果,采用双站交叉对直窜先导的放电通道进行定位. 人工触发闪电试验观测数据表明,定向结果误差范围在2%以内,双站磁定位的平均定位误差为89.06 m,验证了该方法的有效性. 此外,基于磁场波形建立了先导电流重构模型,并通过逐级计算优化参数拟合,实测磁场波形与模拟磁场波形的相关度较高.     

激光主动成像系统探测距离的计算与仿真

为了准确计算主动成像系统的工作距离,利用激光照明模型,根据成像过程中影响系统成像质量的因素,建立了激光主动成像系统的信噪比模型。根据相机发现识别目标所需要的信噪比阈值,脉冲激光器I、CCD接收器的性能指标,大气消光系数等参数,推导出激光主动成像系统的工作距离公式。利用工作波长为0.532μm的脉冲Nd∶YAG激光器,CCD相机,以及基于CPLD技术设计的距离选通同步控制板,进行了主动成像实验,并且完成了系统探测距离的计算与仿真。     

基于GPS的红外成像测向交叉定位方法

开展基于GPS的红外成像测向交叉定位研究,引入GPS技术进行测站定位、确定目标测向基准,以地理投影坐标系为定位坐标系,建立双站交叉定位、测站定位、目标测向数学模型;分析定位误差与布站情况、GPS定位精度、测角精度的关系;提出基于SolidWorks的仿真试验方法,验证了本文双站交叉定位数学模型的正确性;设计两组外场验证试验,全面验证了本文定位方法的有效性。试验表明,本文方法对近1km远处目标的定位误差<0.5m,不要求测站相互可见,且便于描述目标偏离测站、其他任意GPS已知点的地理方位角,具有重要应用价值。     

CCD倾斜角度对激光衍射对刀精度的影响

激光衍射对刀是通过检测两个一级衍射条纹峰值点的间距来进行对刀间隙测量的一种方法。测量过程中众多工艺参数的调整会对测量结果的精度产生重要影响。由于CCD装夹误差的存在,CCD像面实际安装位置相对于系统理想光轴法平面不可避免地会发生倾斜,倾斜量的存在会导致检测结果不准确。为了研究CCD倾斜角度对衍射对刀精度的影响,建立了含有CCD倾斜角度的激光衍射光强模型和一级次极大峰值点间距误差计算模型,并提出了基于一级次极大峰值点间距的角度校正方法。通过实验确定了CCD像面最佳倾斜角度的工艺调整范围,为有效提高激光衍射对刀的精度提供了依据。     

平飞正侧视双站SAR成像与误差分析

首先建立了平飞正侧视模式的双站SAR模型,然后在数学上给出了双站等效到单站的等效模型,在此基础上,可用常规SAR的信号处理器实现对双站SAR的成像处理。文章基于等效模型给出了平飞正侧视模式时的双站SAR的CS成像算法;当收发平台存在位置误差和速度误差时,不可避免地带来等效误差,降低了成像结果的质量,文章针对该误差进行了分析,并给出了相应的计算机仿真。     

双站干涉仪方向余弦几何误差修正方法

短基线微波干涉仪测量方向余弦的几何误差是一种近似误差。当目标在无限远处时,不存在这种误差。方向余弦的精确表示式与目标距离有关。在有测距能力的干涉仪定位系统中可用距离信息进行几何误差修正。本文着重讨论无测距离能力的双站干涉仪方向余弦的几何误差修正问题,文中讨论了双站干涉仪方向余弦几何误差修正的方法及精度估算,计算实例表明这种方法是有效的。     

机载串行双站斜视合成孔径雷达ELBF-CS成像算法

在机载串行双站斜视合成孔径雷达模型基础上,用收发载机多普勒贡献比为加权系数推导了点目标回波的扩展Loffeld频谱公式（ELBF）。以场景中心点目标双站扭曲项近似场景中各点目标双站扭曲项,再对频谱公式中剩余相位项做Taylor展开推导距离变标因子,构建了基于ELBF的串行机载双站斜视SAR的chirp scaling (CS)成像算法。算法在二维频域内补偿双站扭曲项,利用CS方法校正点目标距离徙动得到成像结果。考虑到双站回波距离空变性的影响,分析了宽场景成像数据距离向分块的准则。算法基于更高精度的点目标二维频谱公式,用CS方法提高成像效率,成像处理过程更简捷高效,最后通过仿真验证了算法在处理串行机载双站斜视SAR数据的有效性。      

短距双站在远距基准点上观测目标的定位精度

在基于时差一方位测量的短距双基站的数百公里之外,选定一个地图基准位置,并以此地图基准位置作为计算分析远距目标位置的几何坐标起始点。先由双站间的时差方程和几何关系解得目标相对于双站的测距式,然后,利用双站测距式以及双站与远距地图基准点之间的几何关系解得目标相对于地图基准点的径向距离和方位。虽然测向误差很大,但误差分析表明只要双站与地图基准点之间的距离足够远,就能在双站距离小于10km的情况下,使目标与地图基准点之间的测距误差满足小于5％R的精度要求。     

单站外辐射源定位误差分析与仿真优化

建立了外辐射源单站定位的几何模型,给出了测量目标参数(方位角、到达时间差、基线距离、多普勒频移)的主要方法,分析了影响目标参数观测精度的相关因素。比较两种典型定位算法的几何定位精度,并利用子集优选策略改善算法性能,在不同观测精度和位置关系的条件下,进行仿真实验。实验结果表明,各算法的定位精度与目标观测精度和几何位置有关,而对于改善后的定位算法,使得大部分区域内的目标定位精度提高了50%,并减少了目标定位盲区。     

定向交叉定位配站问题与定位精度分析

针对运动噪声干扰源的空间定位配站问题,在两站交叉定位原理分析的基础上,提出一种配站方法,对定位精度达到较高时的接收角范围和满足最佳接收角范围的两站距离进行选择,最后得出被动跟踪定位精度的简便计算方法.研究结果表明,该方法对实际应用具有一定的指导意义.     

无源定位误差试验的仿真分析

机载电子战武器试验是靶场试验的一个重点发展方向,而无源定位能力是电子战装备的一个重要指标。以多点测向定位来建立机载无源定位试验的数学模型,对定位误差进行了仿真分析,找出了定位误差与距离、测向点个数、初始角及测向精度的关系,针对仿真结果提出了在靶场进行机载无源定位试验的一些措施。     

基于伪到达时的无源定位精度分析

无人机具有体积小、功耗低、重量轻等优点。结合无源定位,提出了应用伪到达时间定位技术的无人机多站无源定位模型,给出了定位原理,并详细推导了定位精度。仿真分析了基线长度、站址校准时间间隔对定位精度的影响。根据理论仿真的效果,可知提高目标定位精度的方法有增加站间距离和减少站址校准时间间隔。     

基于氧气光谱吸收的被动测距中无云天空背景辐射特性研究

氧气吸收率是利用氧气A 吸收带进行被动测距技术计算的核心,将包含氧气A 吸收带在内的无云天空背景辐射和黑体辐射作为研究对象,利用CART 软件模拟计算了不同观测天顶角、不同时段、不同太阳天顶角的无云天空背景氧气吸收率分布,并与不同观测天顶角、不同距离下的黑体辐射氧气吸收率进行了比较分析,结果表明:当探测距离大于3 km 时,黑体辐射的氧气吸收率大于无云天空背景辐射氧气吸收率,所以根据不同观测条件设置被动测距的氧气吸收率阈值,可提高对目标的探测概率,降低背景辐射对被动测距的影响。     

电离层虚高对超视距雷达多站联合定位精度的影响

在天波超视距雷达系统的短基线多站联合定位中，一般假设多站点电离层反射虚高保持一致，为确定这一假设对定位结果的影响，本文进行电离层探测试验，以研究电离层虚高对多站联合定位精度的影响。试验时分别架设两个接收站模拟短基线超视距雷达系统的接收站点，再在较远距离架设目标站点，利用来自目标站点的发射信号模拟目标的返回信号。本文假设参考站点到目标站点链路的电离层反射虚高和大圆距离是已知的，对于同一工作频率，利用参考站点-目标站点链路上的电离层虚高，去解算定位站点-目标站点之间的大圆距离。参考站点和定位站点相距约90 km情况下，结果显示:目标和定位站(道孚-武汉)大圆距离约为1 260 km时，两条链路的虚高均方根误差约为5.82 km，相应的大圆距离的定位均方根误差约为5.02 km，相对误差约为0.34%；当目标和定位站(乐山-武汉)大圆距离约为1 000 km时，误差分别约为5.5 km, 5.69 km和0.46%。试验结果和理论分析表明，可以从缩短接收站点的布局和降低电离层反射虚高两个方面进一步提高目标定位的精度。本文试验结果可为短基线天波超视距雷达的建设提供较为重要的参考价值。     

对固定辐射源的单站无源定位技术

介绍了对固定辐射源目标的单站无源定位技术,利用观测站与目标相对切向运动的方位角变化率和俯仰角变化率实现快速测距及定位,分析了各测量参数、定位参数对定位精度的影响,绘制了定位精度几何分布图(GDOP),对该定位方法给出了算法仿真分析。仿真证明,单次定位测距相对误差距离增大而增大,通过多次观测得到多个时间瞬时定位结果后,对其统计处理,以改善定位和跟踪条件,减少定位误差。     

一种基于DTTB信号的无源相干雷达模糊函数快速算法

(基于无源相干定位技术的外辐射源雷达通过计算参考信号和回波信号的互模糊函数实现目标距离和速度的检测。然而互模糊函数直接计算时的计算量很大,难以满足实时性要求。针对这一问题,该文基于中国国家标准DTTB(Digital Television Terrestrial Broadcasting)信号,从互模糊函数时延遍历和多普勒频率遍历两类快速计算方法出发,提出首级使用矩形窗作为抽取滤波器的多级抽取方法。与直接计算和不进行抽取滤波的快速方法相比,该文方法计算量可分别降低3个数量级和1个数量级以上。该文进一步对比分析了信号长度不同时两类快速方法的计算量,为实际应用中计算方法的选择提供参考。     

基于方位的无源相干定位中加权矩阵求解方法

针对多基地无源雷达中对单目标的定位问题,提出一种利用角度信息的加权最小二乘定位算法。设计了基于角度的目标定位模型,并根据不同的角度测量噪声设计了加权矩阵,进行了误差分析并推导了算法的Cramer-Rao界。仿真分析表明,本文算法优于同类算法,并且以3个接收站与一个外辐射源为例,给出了最佳位置配置建议。