一种适用于大测绘带合成孔径声呐的运动补偿方法

当合成孔径声呐测绘带较大时,运动误差的空变效应严重,经典的相位中心重叠算法难以适用。为此,提出了一种适用于大测绘带合成孔径声呐的运动补偿方法。首先使用混合调制的拉格朗日时延估计算法对前后两帧回波的时延进行估计,之后使用线性回归方法拟合出运动误差,最后利用运动误差的估计值对回波进行逐点精确补偿。仿真数据的结果表明,该算法能够获得比相位中心重叠算法更好的运动估计结果,运动补偿后成像分辨率接近理论分辨率。使用该算法分别对高、低频合成孔径声呐的湖试数据进行了处理,水下地貌和小目标的成像质量均有明显提高。     

结合Sage-Husa滤波的合成孔径声呐多传感器组合运动补偿算法

在运动测量设备噪声统计特性不确定的情况下,提出结合Sage-Husa滤波的合成孔径声呐多传感器组合运动补偿方法。使用Sage-Husa卡尔曼滤波处理多种异类运动传感器的数据,自适应估计声呐速度的最优值,计算实际航迹与理想航迹之间的横荡误差和升沉误差,最后通过时延校正原始回波数据。仿真结果表明,Sage-Husa滤波对运动误差估计精度至少提高37%,运动补偿后,目标峰值旁瓣比和积分旁瓣比有所降低,峰值旁瓣比接近理论值.湖试数据处理结果表明,目标能量分散的情况有所改善,能量集中在主瓣,散焦得到抑制。Sage-Husa滤波在多传感器系统噪声先验知识缺失的条件下,能减小运动数据估计误差,提高运动补偿的准确性。     

基于自聚焦BP的圆周SAR运动补偿方法

圆周SAR由于平台运动轨迹的复杂性,导致沿航迹向和切航迹向回波信号存在严重耦合,因此成像处理运动补偿问题尤为复杂。本文针对圆周SAR成像运动补偿问题,首先分析运动误差对成像质量的影响;然后利用自聚焦BP算法对运动误差进行补偿,并与传统BP算法性能进行对比,验证了自聚焦BP算法对圆周SAR运动补偿的有效性;最后利用自回归思想将自聚焦BP算法进行改进并扩展到圆周SAR三维成像中,通过仿真实验,对比传统BP算法结果,验证了该算法在三维成像中的优势。     

脉冲压缩与互相关联合的合成孔径声呐回波时延补偿

针对合成孔径声呐中阵元相位不一致导致互相关时延补偿算法对成像质量提升效果有限的问题,提出了一种脉冲压缩与互相关联合的回波时延补偿算法.该算法利用脉冲压缩回波的互相关对原始回波相位畸变进行校正,实现粗补偿;联合脉冲压缩与偏移相位中心算法实现精细时延补偿,对不同合成孔径位置各阵元回波时延差实现了较为准确的估计,增强了成像效果。试验数据经该算法处理后,回波时延得到较为精确的补偿,地貌成像结果的亮度、对比度等统计特性得到不同程度的提高,且纹理细节增多;典型线缆目标的成像聚焦加深,成像长度误差约由5%减小为0.8%。试验结果显示,该算法对互相关时延补偿方法改进效果明显,验证了算法的可行性、有效性。     

SAR成像中电离层的影响估计及其补偿

针对星载SAR对地面场景观测及地基ISAR对空间目标观测时,雷达电磁波穿透电离层受到电离层影响的问题,依据Chapman电离层模型得到电离层在雷达回波中的附加相位,给出从回波数据中提取电离层参数积分电子总量(total electron content,TEC)的方法。然后提出了2种基于雷达回波数据的估计及补偿回波信号中电离层影响的算法,即电离层TEC频域估计及影响补偿方法,以及1种利用最小熵方法对电离层参数TEC进行精估计的方法。其中频域的补偿方法通过平移相关法对回波相位进行估计,根据估计值补偿掉主要的电离层带来的超前相位,进而对补偿后的数据进行常规SAR成像处理,可以得到良好的聚焦结果;最小熵估计法对距离频域二次项的系数进行精估计,修正由频域估计得到的超前相位,得到了更好的补偿效果。为解决SAR成像中电离层对成像带来的影响提供了有效的校正方法。     

利用先验估计自适应加窗的准静态超声弹性成像位移估计算法

准静态弹性成像技术是基于组织压缩前和压缩后超声回波射频信号进行组织运动重构的弹性成像技术。提出了一种基于先验估计的自适应窗函数算法,在位移估计过程中,使用已估计的临近窗的时延值作为先验信息,自动调整截取压缩后射频信号段的截取窗函数,提高了互相关运算所需的压缩前和压缩后信号段之间的相关性。仿真实验结果表明,该算法不仅大大提高了成像速度,而且提高了信噪比较低时的成像质量,同时该算法具有更宽的应变通带。     

基于波束成型的Lamb波无基线损伤识别技术研究

本文提出了一种基于波束成型的Lamb波无基线损伤识别方法,该方法利用激励-回波模式的分布式传感网络与时间窗函数进行损伤信号的提取,然后利用波束成型算法对结构进行损伤定位与成像。分别采用数值模拟和实验对该方法进行验证,结果证明所提出的方法能够有效地识别损伤     

基于复合混沌映射的基阵式水下成像编码信号设计

针对基阵式水下成像中声学传感器频率低、带宽窄、基阵发射阵列阵元数目多等因素造成的成像帧速率低、实时性差的问题,提出1种基于复合混沌映射的基阵式水下成像编码信号设计方法,利用变参数多级混沌系统产生的伪随机序列进行调制,从而获得正交编码发射信号。仿真及实验结果表明,所提出的方法克服了基阵阵元数量、编码长度、信号个数等因素的限制,具有抗干扰性能强、带宽增加及提高水下成像分辨率的优点,可用于任意水下基阵发射信号的优化设计。     

ISAR快速目标步进频率合成及补偿成像

针对快速运动的空间目标提出了1种逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar,ISAR)成像的精确回波信号模型和1种快速目标ISAR步进频率合成及补偿成像算法。精确回波信号模型充分考虑到雷达脉冲发射、传播和接收过程中目标的运动,本文算法解决了精确回波信号模型下的新问题,可以对大时宽带宽积(TBP)的步进频率信号完成快速运动目标的高分辨ISAR成像处理,得到高分辨的聚焦结果。仿真实验验证了所提出算法的有效性。     

海洋绞车升沉补偿系统缆绳张力控制分析

升沉补偿是指因海浪起伏引起作业设备产生波动而进行的补偿校正。为减小升沉补偿对象在相应方向的运动量,以电驱动海洋绞车为研究对象,介绍海洋绞车升沉补偿机理,针对电驱动海洋绞车控制系统结构,建立母船、波浪、重物等部分的运动方程,对缆绳张力进行计算并进行仿真与分析,结果表明,无论是入水前还是入水后,由于波浪和母船运动的作用,缆绳张力的动态响应都为振荡形式,对电驱动海洋绞车系统进行升沉补偿,可以在一定程度上抑制缆绳的疲劳损伤。