衍射光学元件在现代光学成像系统中的应用

衍射光学元件是利用表面浮雕结构对光波进行调制的元件．通过对比折射元件分析了衍射元件用于成像系统的特点,如任意相位分布、特殊色散等性质．探讨了衍射光学元件在现代成像系统中的应用优势,它与折射元件相结合可以实现许多传统光学系统不能达到的目标．     

利用压缩感知的逆合成孔径激光雷达成像新方法

受限于激光调制技术,在较长的积累时间内,逆合成孔径成像激光雷达发射脉冲之间的相干性难以保持,导致方位向散焦,影响成像效果．为此提出了一种在较短相干积累时间内,利用较少回波数据实现同等分辨率的瞬时成像算法．此算法利用压缩感知理论,将逆合成孔径成像激光雷达成像问题转换为利用正交基压缩感知重构稀疏信号的问题,通过优化求解的方式对目标像优化重建,且在低信噪比时通过构造权矩阵,提高算法对目标像的恢复性能．室内逆合成孔径成像激光雷达验证系统实测数据验证了算法的可行性和有效性．     

浅层地震联合成像技术及其应用研究

以叠前深度偏移为基本原理,综合运用地震勘探、概率统计和计算机应用等技术,提出浅层地震反射与散射联合成像方法,开发研制出浅层地震成像系统。利用该系统,对理论模型和实际例子进行了处理与解释。模拟分析和应用效果表明:浅层地震共反射点和共散射点联合成像技术,避开了动、静校正所带来的麻烦和误差,具有计算速度快、成像精度高等优点,可以用来解决浅层工程地震勘探问题。     

"北京"三号卫星

2021年6月11日,"北京"三号卫星成功发射.该卫星采用最新研发的CAST3000E卫星公用平台,具备智能化、敏捷成像、动中成像等第二代敏捷卫星的技术特征,尤其是敏捷动中成像技术,实现了遥感卫星对地观测技术的革新. CAST3000E卫星公用平台以高分辨率光学成像对地观测应用为主要目标开展平台研究和设计,突破了"三超"(即超高敏捷、超高稳像、超高精度成像)和"三智"(即智能复核控制、智能自主规划、智能图像处理)为特征的新一代敏捷卫星平台技相关术.该平台支持多模式(敏捷成像和动中成像)成像任务,实现多斜条带拼接、多视立体成像、对地动态监视成像、沿曲线轨迹成像等复杂光学成像任务,成像效能和成像质量大幅提升,使我国敏捷卫星技术水平达到国际领先水平.     

在轨自主卫星成像链路仿真标准体系研究

为了满足在轨自主卫星遥感成像仿真及应用产品质量评价的需要,全面分析了遥感技术标准、建模与仿真标准等相关标准的现状,确定了卫星成像链路仿真标准体系的分类方法和构建原则,提出了关系合理、层次分明的在轨自主卫星成像链路多要素仿真标准体系。     

The Application of Optical Imaging Technology in Large Diameter Borehole in a Project

相对小口径钻孔,对大口径钻孔进行全孔壁光学成像存在困难.为了对大口径钻孔进行全孔壁光学成像,分别设计了干孔和水下两种方案.干孔方案采用数码相机对孔壁进行分幅采集,水下方案采用全景成像系统全孔壁一次成像.分别从方案设计、仪器设备设计及实现等方面阐述了将光学成像技术拓展应用到大口径钻孔中,最终实现了对全孔壁的光学成像.成像效果清晰,满足工程要求,为工程勘察提供了技术支持.     

扫描成像系统的回波信号检测方法

为实现对隐蔽性很强的、被动工作的红外系统的有效探测，讨论了光学系统的后向反射特性，提出应用单频调制的连续激光对扫描式红外热成像目标进行有效探测的新方法．针对目标回波信号特征，提出利用回波信号的相位信息，采用直接采样的数字正交检波技术实现对低信噪比回波信号的可靠检测．应用该方案对实际目标回波信号获得了满意的检测结果．     

光学成像技术在某工程大口径钻孔中的应用

相对小口径钻孔,对大口径钻孔进行全孔壁光学成像存在困难.为了对大口径钻孔进行全孔壁光学成像,分别设计了干孔和水下两种方案.干孔方案采用数码相机对孔壁进行分幅采集,水下方案采用全景成像系统全孔壁一次成像.分别从方案设计、仪器设备设计及实现等方面阐述了将光学成像技术拓展应用到大口径钻孔中,最终实现了对全孔壁的光学成像.成像效果清晰,满足工程要求,为工程勘察提供了技术支持.     

灰色蚁群系统求解多目标卫星观测调度问题

为充分有效的利用地球观测卫星资源,最大限度的满足成像需求并得到高质量的图像,提出了一种灰色蚁群系统多目标优化算法.首先利用区间灰数描述成像任务上空的云量信息;然后考虑了卫星多种成像约束条件,建立了包括成像任务重要性和图像质量的多目标优化模型;最后将灰色理论和蚁群系统结合起来,通过多个种群的区域更新规则和精英保留策略,提高非劣解集的多样性和收敛性.仿真结果表明,提出的灰色蚁群系统可以有效解决卫星多目标成像调度问题。     

红外成像技术及其应用

介绍了红外成像技术的发展现状及其系统组成,比较了主动成像和被动成像及光机扫描成像和凝视成像的区别,分析了应用红外成像技术对空间弱目标探测中杂散辐射的来源、影响及其抑制措施.最后给出了红外成像技术在安防监控、医学诊断和工业检测方面的应用.     

融合多特征的天基典型目标光学识别方法

为满足天基近距离目标高精度探测和识别的需求,提出一种多特征融合的卫星局部识别方法.首先分析卫星局部物理特征,构建了融合形态学多特征参量的局部构件分形聚类参数集,并建立基于聚类特征加权组合的构件聚类模型.利用该模型即可实现通过计算待识别目标隶属于各构件类的匹配性概率来识别目标;在此基础上,针对空间目标光学成像的图像降质、局部遮挡等问题,提出了目标识别算法,并以其在实际应用中的识别概率为依据,结合粒子群算法迭代优化加权系数,提高了识别算法效率与鲁棒性;最后利用4类典型卫星及伽利略卫星缩比模型对识别算法进行了数字仿真和半物理实验验证.实验结果表明,在低对比度、SNR仅为5,且构件存在较严重变形与互遮挡的情况下,算法仍能有效识别卫星构件,识别概率优于0.95.     

导航信号模拟器可见卫星同步调度算法

针对高动态信号模拟过程中可见卫星星座变化问题,提出了一种基于卫星信号模拟器的同步可见卫星调度算法.该算法采用软件无线电体系架构,通过循环可见星判断和同步状态控制逻辑,实时改变模拟通道状态,实现任意模拟通道的同步加星和去星操作,并且能够支持卫星信号模拟器长时间持续稳定地工作,具有信号模拟精度高和算法复杂度低等优点.通过实际测试,将接收机定位结果与同步模拟器仿真数据进行了比对,验证了模拟器输出信号在可见卫星星座发生改变时没有产生明显的阶跃误差,未影响接收机的定位精度.     

调姿时间对敏捷成像卫星任务规划影响仿真

任务间卫星观测姿态调整时间是敏捷成像卫星任务规划最为重要的一个约束。对姿态调整时间的影响因素进行分析,建立空间运动学模型计算任意时刻卫星对目标的观测摆角。在此基础上,给出一种姿态调整时间的计算方法。通过仿真实验,对不同调姿模式和调姿开始时间条件下姿态调整时间的变化及其对最早可观测时间的影响进行了分析,旨在为敏捷成像卫星任务规划提供支持。     

移动卫星网络中卫星切换调度研究

针对卫星切换调度问题,提出了一种最大服务时长切换调度算法. 该算法利用了现有的GPS基础设施和卫星网络中卫星的多样性(即在任意时刻多颗卫星覆盖相同的区域),减少了用户在通信过程中的切换次数,从而最终降低了用户的掉话率,实现了用户在低轨(LEO)卫星网络中实时高效的切换. 在Iridium卫星网络中的仿真结果验证了该算法的有效性.     

A real-time fault-tolerant scheduling algorithm with low dependability cost in on-board computer system

To make the on-board computer system more dependable and real-time in a satellite, an algorithm of the fault-tolerant scheduling in the on-board computer system with high priority recovery is proposed in this paper. This algorithm can schedule the on-board fault-tolerant tasks in real time. Due to the use of dependability cost, the overhead of scheduling the fault-tolerant tasks can be reduced. The mechanism of the high priority recovery will improve the response to recovery tasks. The fault-tolerant scheduling model is presented simulation results validate the correctness and feasibility of the proposed algorithm.     

基于DVB—S2标准LDPC码译码器的设计

在分析SMP消息传递算法和MSA消息传递算法特点的基础之上,采用了一种改进的消息传递算法,使校验节点更新与变量节点后验概率更新能同时进行,不但可以提高译码器的吞吐量,而且能有效降低了译码时延.文中通过第二代卫星数字视频广播标准(DVB-S2)标准中LDPC码为例,介绍了FPGA实现过程中各模块的结构和功能,FPGA硬件仿真表明,最高译码速率可以达到60 Mbps.     

椭圆轨道GEOSAR特性分析及成像方法研究

建立了同步轨道合成孔径雷达(GEOSAR)的椭圆轨道模型,对其特殊的运动特性进行了分析,重点研究了椭圆轨道条件下目标的多普勒特性．针对卫星姿态误差对多普勒参数的影响从而导致成像质量下降的问题,通过推导存在姿态误差情况下的多普勒参数表达式,发现在GEOSAR中俯仰角和横滚角对多普勒参数的影响比较大,为了保证成像质量,应尽量提高俯仰角和横滚角的测量精度,并控制它们的扰动．最后针对GEOSAR非线性运动给成像带来的困难,对SPECAN算法、结合运动补偿的RD算法和后向投影算法进行了比较和分析,证明了这3种成像方法在GEOSAR中的可行性．计算机仿真结果验证了分析结论的正确性和成像算法的有效性．     

Dwell Scheduling Algorithm for Digital Array Radar

Aiming at the problem of resource allocation for digital array radar(DAR),a dwell scheduling algorithm is proposed in this paper.Firstly,the integrated priority of different radar tasks is designed,which ensures that the imaging tasks are scheduled without affecting the search and tracking tasks;Then,the optimal scheduling model of radar resource is established according to the constraints of pulse interleaving;Finally,a heuristic algorithm is used to solve the problem and a sparse-aperture cognitive ISAR imaging method is used to achieve partial precision tracking target imaging.Simulation results demonstrate that the proposed algorithm can both improve the performance of the radar system,and generate satisfactory imaging results.     

Dwell Scheduling Algorithm for Digital Array Radar

Aiming at the problem of resource allocation for digital array radar(DAR),a dwell scheduling algorithm is proposed in this paper.Firstly,the integrated priority of different radar tasks is designed,which ensures that the imaging tasks are scheduled without affecting the search and tracking tasks;Then,the optimal scheduling model of radar resource is established according to the constraints of pulse interleaving;Finally,a heuristic algorithm is used to solve the problem and a sparseaperture cognitive ISAR imaging method is used to achieve partial precision tracking target imaging.Simulation results demonstrate that the proposed algorithm can both improve the performance of the radar system,and generate satisfactory imaging results.     

Micro-Scanning Error Correction Technique for an Optical Micro-Scanning Thermal Microscope Imaging System

An error correction technique for the micro-scanning instrument of the optical micro-scanning thermal microscope imaging system is proposed. The technique is based on micro-scanning technology combined with the proposed second-order oversampling reconstruction algorithm and local gradient image reconstruction algorithm. In this paper, we describe the local gradient image reconstruction model, the error correction technique, down-sampling model and the error correction principle. In this paper, we use a Lena original image and four low-resolution images obtained from the standard half-pixel displacement to simulate and verify the effectiveness of the proposed technique. In order to verify the effectiveness of the proposed technique, two groups of low-resolution thermal microscope images are collected by the actual thermal microscope imaging system for experimental study. Simulations and experiments show that the proposed technique can reduce the optical micro-scanning errors, improve the imaging effect of the system and improve the system''s spatial resolution. It can be applied to other electro-optical imaging systems to improve their resolution.