主动段弹道估计可观测性分析

空间红外预警系统仅可获得弹道导弹主动段尾焰辐射信号方位角信息，采用极大似然估计和非线性最小二乘估计可获得目标运动状态的迭代解。预警卫星与目标距离较远，测量方程非线性，可观测性较弱。本文即从估计误差CRLB和Fisher信息矩阵条件数入手，对弹道导弹目标主动段状态估计可观测性做出理论推导和仿真分析。     

共孔径红外/激光复合导引头系统仿真研究

针对空空导弹的末端制导,提出了一种红外成像与激光测距共孔径的复合导引头光学系统设计方案,可对空中典型目标进行精确探测和跟踪。该系统采用被动红外成像和主动激光测距两种模式进行复合制导,被动红外成像可对目标进行搜索和捕获,主动激光测距可获得精确的弹目距离信息。该复合导引头中被动红外成像与主动激光测距共用一套光学系统,既满足目标搜索和捕获阶段的大探测视场需求,又可以利用精确的弹目距离信息提高导弹比例导引的制导精度。     

利用视线测量估计自由段弹道的方法研究

本文主要研究空间预警系统利用星载红外传感器的视线测量估计弹道导弹自由飞行段弹道的问题.针对目标运动的弱可观测性,提出了只约束位置的改进Gauss-Newton方法,解决了弹道的最大似然估计问题,并利用Monte Carlo仿真实验验证估计算法的有效性,且对估计误差进行了分析.     

复杂海洋环境中弱小目标的红外辐射特性研究及图像仿真

弱小目标检测是当今研究的热点问题之一.分析目标背景的红外特性,进行红外仿真,可作为弱小目标检测算法的研究基础并为目标检测算法研究构造仿真平台.本文在建立弱小目标热模型的基础上,考虑了海面背景的辐射模型以及红外辐射的大气吸收模型,进而计算出弱小目标的红外辐射及大气衰减量,最终可获得经过大气衰减的弱小目标红外仿真图像,取得了较好的效果.     

基于复合制导的数据融合抗干扰技术

针对单一制导模式抗干扰能力弱的缺点,文中采用主动雷达/红外复合制导模式,运用数据融合技术,并对主动雷达/红外复合制导在典型干扰情况下的数据融合抗干扰性能进行了仿真。仿真结果表明,基于主动雷达/红外复合制导的数据融合技术,抗干扰性能明显优于红外成像或主动雷达任一单模制导技术,并可准确分辨假目标。     

卷帘式遮障对抗红外成像制导武器

分析了目标红外特征及传统红外伪装手段的缺陷.以静态红外伪装网技术为基础,结合动态伪装技术概念,提出卷帘式遮障对抗红外成像制导武器的设想.介绍卷帘式遮障的设计思想、使用和回收方法,并对其伪装效能作了理论评估.卷帘式遮障作为一种主动防护手段,可以有效降低红外成像制导武器威胁.     

红外主被动图像像素级融合的仿真研究

激光主动成像雷达可成距离像和强度像,被动红外成像能获得辐射像。它们融合可获得更多的信息,能够提高目标的识别和抗干扰能力。主要研究激光雷达距离像和激光雷达强度像及红外辐射像的像素级融合方法,并给出融合后的三维图像。采用灰度关联均值滤波器、背景抑制和多级中值滤波等方法对3种图像进行了去噪处理。实验结果表明通过上述方法能够使融合后的三维图像清晰可辨。     

海面红外舰船目标背景对比度的统计特性分析

在灰度的增益与偏置不变，以及目标背景对比度定义的基础上，研究了海面红外舰船目标背景对比度的特征，通过对大量实际海面红外舰船目标图像的统计分析，获得了海面红外舰船目标与其周围背景及背景与背景的统计特性，研究结果可用于海面红外舰船目标的检测中。     

调频步进雷达运动目标信号处理的新方法

调频步进雷达是一种距离高分辨率的雷达体制,但是会产生目标冗余的问题.目标抽取算法就是消除这种冗余,提取目标真实位置的方法.对于这种雷达体制,目标运动是影响其性能的主要原因.本文分析了目标抽取算法的特点及速度、速度估计误差对此方法的影响.为克服速度造成的包络走动影响,本文提出了一种改进的目标抽取算法。这种方法在可以准确估计目标速度时具有很好的性能,但是随着速度估计误差增大,性能有所下降.本文给出了速度估计误差的界限,以便尽量减少速度估计误差引起的问题.此外,本文还提出了另一种幅度内插的方法,很好地解决了速度估计误差造成的距离耦合时移问题.计算机仿真的结果验证了理论分析的正确性.这两种方法,尤其是后面幅度内插的方法,可以解决调频步进雷达运动目标处理的关键问题,为这种雷达体制的实用化奠定了基础.     

共孔径红外/激光双模成像导引头系统研究

针对巡航导弹以及各种对地攻击的灵巧炸弹的末制导段．提出了一种共孔径红外／脉冲激光（IR／Ladar）双模成像导引头系统设计方案，可用于对地面固定目标和各种可重定位（Relocatable）目标进行精确地识别和跟踪。该系统采用了被动红外和主动脉冲激光两种成像模式．以被动红外成像来辅助导引头对目标的搜索和捕获．以主动激光雷达成像来完成对目标的精确识别和跟踪．并且被动红外与主动激光成像系统共用一套光学系统，这样既满足目标搜索和捕获阶段的大探测视场的要求，又满足了目标识别跟踪阶段的高分辨率要求。     

预警卫星对弹道导弹主动段状态估计算法

主动段运动状态估计是导弹防御中重要内容,估计得到的状态及其协方差信息可用来引导地基雷达截获目标。在预警卫星观测背景下,该问题是非线性最小二乘求解问题。建立了基于主动段净加速度模板的运动模型和预警卫星测量模型,针对预警卫星对弹道导弹主动段观测弱、先验信息掌握少问题,提出了基于Levenberg-Marquardt算法的最大似然（ML）估计方法来得到主动段状态估计及其协方差。特别地,给出了先验信息（发射时间、主动段净加速度模板）获得与否的三种具体情况,详细推导了在这三种情况下的运动状态估计及其统计特性,进一步考察了算法的适用范围。最后,对算法进行了Monte-Carlo仿真研究,仿真结果表明:三种情况下位置和速度误差都接近于CRLB限,验证了估计算法的一致性和有效性。     

弹道主动段估计精度分析

本文分析了多探测器观测条件下的弹道主动段估计精度问题,在弹道估计原理的基础上,分析了误差来源以及有限观测条件下主动段弹道估计的Cramer-Rao下限,最后通过仿真实验验证理论分析的结论。     

一种基于误差反向传播优化的多通道SAR相位误差估计方法

方位向多通道合成孔径雷达(SAR)可实现高分辨率宽测绘带成像,准确估计通道间相位误差是保障成像质量的关键。该文提出了基于误差反向传播训练优化的通道相位误差估计方法,该方法根据多通道SAR回波生成的物理过程,构建含有通道间相位误差待估计参数的观测矩阵,通过初始化的通道误差和初始化的目标散射系数参数生成初始化的SAR回波,并计算该回波与多通道SAR实测回波之间的误差,通过深度学习中常用的误差反向传播的方法,不断训练优化上述参数,最终获得通道间相位误差的估计值,同时也得到了对稀疏目标散射系数的估计。该方法基于误差反向传播方法,并将该方法与通道误差的形成原理相结合,在稀疏假设下同时完成了相位估计和成像,为多通道SAR误差估计提供了一种全新的思路。多通道SAR仿真数据验证了该文算法的有效性。      

分布式卫星编队的误差校正方法及运动目标检测性能分析

卫星基线误差及幅相误差的存在使得地面杂波对消和动目标测速及定位的性能都会严重下降。对于编队卫星基线的测量,仅仅利用测量仪器通常只能达到分米级的测量精度,可以利用信号处理的方法进一步估计并校正阵列误差。该文介绍了一种新的阵列误差校正方法,并着重分析在该方法估计精度的基础上,利用空时二维自适应处理的方法进行运动目标检测的性能,最后通过仿真实验验证了分析结果。     

基于Rao-Blackwellised粒子滤波的相控阵导引头指向误差斜率在线估计

针对相控阵导引头指向误差斜率对导弹制导系统带来的寄生回路振荡问题,该文提出一种指向误差斜率在线估计的算法,并能同步估计出目标状态。基于Rao-Blackwellised粒子滤波(RBPF),将指向误差斜率和目标状态同步估计问题分解为两个问题:一个是指向误差斜率的后验估计问题,另一个是以指向误差斜率估计为条件的目标状态估计问题。该文给出了算法的推导过程,并进行了数字仿真验证。仿真结果表明,该文所提算法对于相控阵导引头指向误差斜率的估计性能优良;并能同时准确估计出目标状态信息。采用此信息形成导引指令,可以消除指向误差斜率对制导系统的不利影响,提高系统的稳定性和制导精度。     

多子阵合成孔径声纳系统中的侧摆运动误差补偿

针对低频合成孔径声纳系统中的侧摆运动误差,提出一种基于冗余阵元回波数据的运动误差补偿方法。该方法首先沿距离向对相邻重叠相位中心的数据求统计平均获得缠绕的平均相位误差,然后通过滑动累加得到解缠绕的相位误差,运用估计的相位误差就能实现多子阵合成孔径声纳回波数据的运动误差补偿。仿真结果表明,该方法能够准确地估计侧摆误差,估计偏差均小于0.002 m;误差补偿后能够取得与无误差情况基本一致的成像结果,极大地改善了目标聚焦质量,能满足低频合成孔径声纳系统的运动误差补偿要求。实测数据处理结果进一步验证了该方法的有效性。     

PRI变化雷达信号相位差变化率定位法研究

目前相位差变化率定位法的研究大都假设目标信号脉冲重复间隔（PRI）恒定,没有考虑到PRI变化引起的相位差变化率误差,而实际雷达信号PRI变化最为常见。研究了PRI变化信号的相位差变化率提取方法,比较了不同方法的相位差变化率估计精度。仿真结果表明采用最小二乘线性拟合法可以在各种PRI变化信号条件下达到较高的相位差变化率估计精度和定位精度。     

基于动态集群和DKF的协作式目标跟踪

针对具有有限感知范围的无线传感器网络中的动态目标跟踪问题,提出了一种将卡尔曼一致滤波和动态集群自组织相结合的协作式动态目标跟踪算法。首先,算法采用一个由群头挑选阶段和集群重新配置阶段构成的动态集群协议来限制参与目标状态估计过程中节点间的信息交换,然后用一个分布式加权估计预测算法即卡尔曼一致滤波来估计目标状态并预测其下一个位置,这样有助于唤醒最合适的节点来进行目标跟踪并最恰当地组织网络通信,而其他节点保持在睡眠状态。仿真结果表明,提出的算法相比于集中式和其他2种常用的分布式动态目标跟踪算法,不仅能够降低网络的平均能耗,而且能够明显提高跟踪过程中的误差估计质量。     

弹道目标尾焰特性探究

弹道目标（运载火箭、弹道导弹等）具有射程远、速度快、威力大等特点,极具战略威胁,随着攻防技术的此消彼长,弹道目标的防御正从被动段、中段向主动段延伸。尾焰作为弹道目标在主动段特有的现象,它的电离层扰动特性、RCS值增强特性、频域特性和红外特性是用来检测弹道目标的主要依据,在弹道目标的防御中具有十分重要的作用,其中“电离层扰动特性”的实时性较差,“RCS增加”是天波超视距雷达检测导弹目标的前提,“频域特性”可以用来确定弹道目标的位置信息,但是准确性不及“红外特性”。