国外空间目标操控相对位姿测量技术比较研究

在空间目标操控任务中,需对操控平台进行相对导航,对操控机构进行高精度控制。对美国航空航天局和欧洲空间局等组织开展的4种相对位姿测量系统进行了比较研究,分析了其中的关键技术和瓶颈问题,探讨了国外空间目标操控相对位姿测量技术的发展方向,对我国开展相关技术研究具有参考意义。     

一种基于余弦变换的LFM／CW测距系统信号处理方法

LFM／CW体制测距系统将目标距离信息转化为由回波信号与本振信号混频得到的差频信号的频率信息,通过分析该差频信号初始相位与目标距离的关系,研究了在测距中使用余弦变换代替傅里叶变换处理差频信号的可行性,分析了余弦变换引入的测距误差与系统参数间的关系,为减少处理差频信号时的运算量提供了理论参考。     

基于改进SURF算子的高低分辨率图像配准方法

针对激光三维成像传感器与可见光传感器图像分辨率差异较大,配准过程中特征点误匹配情况严重的问题,提出了一种基于改进SURF算子的高低分辨率图像配准方法。首先,采用双线性插值算法对低分辨率图像进行预处理,然后在经典SURF算子的基础上,采用最近邻向量匹配法完成SURF特征的粗匹配,并基于特征偏移一致性原则对匹配情况做进一步优化,最后结合RANSAC和最小二乘法求出图像之间的仿射关系,利用所求的变换参数插值得到配准后的图像。实验结果表明,该配准方法在保持配准速度的同时,结构相似性测量指数提高了约11%,进一步提高了配准的精度。     

气溶胶环境下FMCW与脉冲激光探测性能对比

研究了气溶胶干扰的情况下调频连续波（FMCW）和脉冲激光探测体制的探测性能,并进行两种体制探测性能的量化对比。基于蒙特卡罗方法建立了气溶胶干扰下的目标探测模型,研究了不同距离目标的探测结果,论证了FMCW与脉冲两种体制进行比较的可行性,并量化对比了二者的探测性能。以沙尘气溶胶为例进行了仿真和实验室环境内的测距实验,结果表明:FMCW激光探测系统可以通过提高调制频率来得到更好的探测性能;在气溶胶环境下,FMCW激光探测比脉冲体制有更高的信号杂波比（SCR）,意味着更好的探测性能和更强的抗后向散射干扰能力。在气溶胶能见度较低且距离分辨力相同的条件下,400 MHz初始调制频率的FMCW系统探测性能较脉冲体制探测性能提升约8~10 dB。     

基于粒子群优化的近似散射相函数拟合方法

散射相函数是研究气溶胶中光传输特性的一个重要参量。对比了大气辐射传输中的蒙特卡罗仿真常用的4种近似散射相函数,针对二项Henyey-Greenstein（TTHG）相函数的参数不易确定的问题,提出了一种基于粒子群优化的TTHG散射相函数,该函数可以很好地拟合Mie散射相函数,尤其是在大于90的后向散射方向效果更加明显。相比于HG、HG*、RHG等相函数,文中提出的相函数可以更好地逼近实际散射情况,得到更精确的蒙特卡罗仿真结果。     

线性调频连续波时频分析中的余弦变换方法

LFM/CW测距系统中利用傅里叶变换进行时频分析从而得到差频信号的频率,针对其测距分辨力不够高且运算量大、难于实现实时多距离分辨等问题,提出利用余弦变换进行时频分析的方法。利用余弦变换在处理零初始相位单频信号时具有高频率分辨力这一优点,将其应用于处理LFM/CW体制测距系统的差频信号从而提高测距分辨力。理论分析和仿真证实了在一定距离范围内,使用余弦变换处理差频信号可以得到近似正确的频谱,相比使用傅里叶变换时其测距分辨力提高了一倍。