基于模型驱动的机载嵌入式软件应用

传统的软件开发方法已无法应对机载嵌入式软件开发面临的严峻挑战,基于模型驱动的软件开发方法将业务模型和软件实现平台分离,有效地提高了机载嵌入式软件开发效率。文中对两种机载嵌入式软件设计方法进行了比较,以基于SCADE平台实现的自动飞行控制系统的自动驾驶仪模态控制软件为例,并对SCADE自动生成代码与手工编写代码的执行效率进行了比较,证明前者更优,验证了基于模型驱动开发的软件设计方法能有效地提高机载嵌入式软件的开发效率。     

测量机器人在三角网测量中的应用分析

简述了TCA2003测量机器人全圆观测法机载软件的组成与特点。以陈村水电站大坝的三角网观测为应用实例,基于对其测量平差成果的精度及测量时间分析,将其与传统人工观测的效率进行比较,证明了测量机器人测量的优越性。指出了一些仪器使用及机载软件存在的问题,对自动目标识别（ATR）仪器机载软件的应用开发具有指导作用。     

一种基于人工免疫技术的存储异常检测系统

绝大部分认证子系统无法保证账户的真实性,它会将冒用盗窃账户的入侵者视为‘合法’用户。为了过滤这类非法用户,存储安全子系统必须进行访问行为诊断。为了增强存储预警能力,提出一种基于人工免疫的异常检测方案来监控用户的访问行为。若一个访问请求违反了访问控制规则,它就被视为‘异己’,从而给存储安全子系统提供一些警告提示。本方案(Storage Anomaly Detection System,SADS)针对存储层的入侵检测,并关注读/写数据请求,同时与网络入侵检测系统协同构筑了两层检测体系。仿真结果显示,SADS能达到相当高的检测率和较低的误警率,验证了方案可行性。而开销测试表明,SADS子模块的时间开销是可接受的(如对3MB的数据,其开销控制在11.6%以内)。     

空地联合反导预警技术探讨

由于战术弹道导弹作战方式的特殊性,要求建立一个多层次的、完善的预警系统。指出了地基相控阵雷达探测战术弹道导弹的优点与存在的局限性,对空基预警机系统预警探测的特点作了分析。提出了地基相控阵雷达和预警机空地联合反导预警方式,按照系统集成的方法,建立了联合反导预警装备系统的数学模型,仿真分析了系统的探测效能,为联合反导预警体系的构建提供了参考依据。     

双基机载正侧视雷达杂波谱距离依赖性分析与补偿

针对垂直和水平基线的双基机载正侧视雷达杂波谱的距离依赖性进行了理论分析和仿真,给出了杂波多普勒频率随距离变化的解析公式,并根据该公式采用谱搬移方法对水平基线的杂波谱进行了补偿.理论分析和仿真表明:在垂直基线的双基系统中,同一距离单元的杂波多普勒频率和空间角频率存在线性关系,杂波谱在主瓣内有较好的重合;水平基线正侧视雷达的杂波谱在主瓣内较宽.同时仿真还证明,采用谱搬移方法可以有效减轻双基杂波谱随距离变化对空时二维自适应处理性能的影响.     

激光雷达的多源数据融合点云分类算法研究

根据单档输电线空间分布特性,提出了改进随机采样一致的输电线点云分割方法。首先优化初始样本点选择原则、引入最小二乘原理参数求解等改进策略,提高了随机采样一致性算法输电线模型重建精度;然后以直线-抛物线方程为单根输电线识别的约束条件,利用逐根提取方式实现输电线激光点云分割。选择两组典型代表性的机载激光点云数据进行实验分析,该方法有效解决了数据缺失、点云噪声等复杂背景环境的输电线激光点云分割,准确率、召回率和整体精度最小值分别为99.19%、99.25%、99.10%。较之已有方法,本文方法具有点云分割精度高、算法普适性强的优势;随机采样一致性(RANSAC)算法是常见的激光点云分割方法,但该算法推广至输电线场景时存在点云分割效率低、抗噪性差等不足,不利于高精度的输电线模型重建及后续线路风险检测。     

航空机载软件全数字仿真测试系统的设计与实现

针对航空机载软件测试环境与开发环境冲突、测试环境可控性和通用性差、非干预性测试困难的问题,分析了全物理实装测试环境、半实物仿真测试环境的优缺点,研究了全数字仿真测试技术,设计并实现了一种航空机载软件全数字仿真测试系统。该系统由仿真核心平台、仿真工具组件、协同仿真组件和人机交互组件构成,提供了航空机载处理器、内存、外设等多种可重用库。提出了基于底层虚拟机的动态二进制翻译技术、协同仿真时间同步和数据通信机制等关键技术,实现了航空机载软件全数字高速闭环仿真运行。工程实践证明,该系统能达到降低硬件设备的依耐性、简化测试环境搭建的复杂度、提高测试效率约42%的目的。     

小型化低功耗机载显示器图形系统设计与实现

为了满足机载显示器图形生成系统的小尺寸、低功耗需求,提出了一种基于龙芯2K1000的全国产图形生成与处理方案。该方案以2K1000为核心构建硬件平台,使用2K1000内部集成的中央处理器、图形处理器、显示控制器,以及外部的内存实现图形的计算生成和双缓存显示,配合国产可编程逻辑器件实现图形与外视频的叠加显示及机载通信总线扩展。软件上采用航空专用的国产天脉操作系统,基于天脉操作系统设计了关键的图形显示驱动、帧存驱动、显示控制器驱动。实验结果表明,在输出1 024 pixel×768 pixel分辨率显示时,典型机载图形画面帧率达到35 frame/s,整体功耗约10 W。该方案扩展性强、功耗低,满足实时显示需求,在机载显示器领域有着广泛的应用空间。     

基于自适应分区的非平稳杂波抑制方法

对于非正侧视阵机载雷达,杂波在近程表现出严重的非平稳性,在距离模糊情况下近程微弱目标和近程非平稳强杂波混叠,导致传统空时自适应处理（Space-Time Adaptive Processing,STAP）方法的运动目标检测性能严重下降。为了解决该问题,本文提出了一种基于自适应分区和正交投影的机载雷达非平稳杂波抑制方法。首先,基于回波数据在距离-多普勒域将机载雷达回波自适应划分为非平稳杂波区、平稳杂波区和清晰区,然后在非平稳杂波区采取俯仰维正交投影级联STAP处理,在平稳杂波区采取传统STAP处理,在清晰区采取传统PD处理。该方法能够显著提升机载雷达在全距离和全速度域的目标探测性能。仿真实验验证了所提方法的有效性。     

快速扫描机载气象雷达多普勒解模糊算法

本文针对机载气象雷达前视快速扫描下的多普勒模糊问题,提出了两种多普勒解模糊算法：基于改进方位向波束形成算法和基于阻塞矩阵算法。基于改进方位向波束形成算法在传统的Capon波束形成的基础上,利用空间谱积分的方法对非期望信号协方差矩阵进行重构和对导向矢量进行估计,进一步提高了算法的鲁棒性,降低方位角估计误差;基于阻塞矩阵算法需要估计导向矢量,并利用导向矢量计算阻塞矩阵,将接收信号进行多普勒模糊相消预处理,阻塞每个多普勒频点的模糊多普勒分量,以达到解模糊的目的。通过仿真实验证明,两种方法均可以有效地恢复信号的多普勒信息,其中基于阻塞矩阵算法与基于改进方位向波束形成算法相比,有更优良的性能,并有更小的运算量。