SAR扩展场景原始数据时域频域模拟方法

该文以机载SAR系统回波信号模型为基础,详细阐述分布目标原始数据模拟的两种最基本的方法,给出模拟的步骤和场景目标的仿真结果,通过实验结果的比较得出两种方法的优劣性。     

SAR扩展场景原始数据混合域仿真方法

针对理想航迹和真实航迹情况下的合成孔径雷达(Synthetic aperture radar,SAR)扩展场景目标原始数据仿真,给出了两种混合域仿真方法.在理想航迹情况下,根据原始数据二维频谱的精确解析式,给出了一种距离向时域方位向频域的混合域仿真方法,除驻定相位原理引入的误差外,该方法在推导过程中没有做任何近似处理.在真实航运情况下,给出了包含任意航迹偏移的SAR距离模型,通过对距离模型的近似处理,提出了一种距离向频域方位向时域的仿真方法.给出了具体的仿真实验,在理想航迹下与常规时域方法比较,给出了原始数据相位比较曲线.在真实航迹下分析了距离模型近似误差,并给出了原始数据运动补偿前后的成像结果.仿真结果证明了两种方法的准确性和高效性.     

基于模板的SAR原始数据模拟

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)原始数据模拟是SAR模拟的基础,对SAR系统研究有重要意义.时域模拟方法重现了回波数据的产生过程,数据逼真度高,被广泛使用,但其复杂的计算量常常给实现带来困难.本文根据SAR回波信号方位向的平移特性,对原时域模拟方法进行改进,提出了基于距离向单位散射点回波数据模板的模拟方法,并在模拟方法中应用多线程和混合编码技术.实验表明,对大尺度场景使用本文技术和方法,仿真效率得到了极大提高.     

复杂场景流固耦合的高效模拟

大规模复杂流体场景的高效交互模拟技术在灾难仿真、虚拟现实和影视特效制作等领域都有重要的应用价值.针对现有基于物理的流体算法大多只适于尺度较小的场景,难以有效地模拟复杂流体大场景中流固耦合时的固体破碎效果的问题,提出一种复杂场景的固液耦合高效模拟方法.首先提出一种基于流体隐式粒子法和散度为零的SPH法相混合的计算框架,在确保流体物理属性的同时充分利用细粒度的隐式粒子来丰富流体运动细节,提高场景模拟的真实感;然后采用一种多维度的流固耦合分合计算策略来进一步提高流固耦合效率;为实现流体冲击下的固体破碎效果,采用一种物理与几何相混合的破碎方法:以基于断裂力学中的应变能密度模型来确定固体破碎时碎片的分布,采用基于几何的质心Voronoi方法快速生成碎片,最终实现百万量级粒子参与的复杂流体场景的交互模拟,以及高速流体冲击下的固体破碎效果的高效模拟.     

BAQ算法在SAR原始数据压缩中的应用研究

研究了用块自适应量化（BAQ）算法压缩合成孔径雷达（SAR）原始数据,考虑了实际SAR数据的非零均值。文中给出了算法在信号域内的信号对量化噪声比（RSQN）和均方根相位误差这两个性能指标的评估结果;并给出了SAR原始数据经BAQ处理后的成像结果;最后提出了一种可与雷达接收机增益控制电路相结合的、压缩比灵活可变的BAQ方案,适合于在压缩比和图像质量之间作折衷选择。     

SAR饱和原始数据分段线性映射压缩算法

当星载SAR(synthetic aperture radar)原始数据的饱和度较高时,传统BAQ(block adaptive quantization)算法性能明显下降.为了改善其性能,本文研究了原始文献中采样信号幅度均值与输入ADC(analog to digital converter)信号标准差的映射关系,指出了其结果的疏漏并给出推导过程.在引入ADC输出信号标准差概念的基础上,本文完整地推导了采样信号幅度均值与ADC输出信号标准差的映射关系. Monte-Carlo实验表明,在饱和度全集上,以上两种映射均非SNR(signal to noise ratio)意义下的最优映射.因此,本文提出分段线性映射的概念以及饱和度全集最优搜索算法.对于线性映射段,给出了理论证明和k值解析解;对于非线性映射段,给出了分段线性映射的k值搜索算法.仿真数据及实测数据实验结果表明,当SAR原始数据饱和时,本文提出算法的数据域SNR优于传统BAQ算法的数据域SNR.     

星载SAR原始数据普适性分块自适应矢量压缩算法

传统矢量量化器的码本普适性差,需要在线更新,难以在星载SAR系统中实现.文中针对星载SAR原始数据的统计特性,以多维空间上的失真函数为代价函数,根据输入数据的联合概率密度函数设计得到了具有普适性的矢量量化码本,分析了原始数据矢量量化编码以及解码方案.在此基础上,深入研究了矢量量化级联熵编码方案的可行性以及码字索引在信道传输发生误码时算法的稳健性.实际数据处理结果表明,文中算法具有普适性,矢量量化码本的普适性使得码本可以进行离线设计,为矢量量化的星载实用化提供了理论指导.     

基于量化区间跃迁模型的星载SAR原始数据压缩误差机理研究

星载合成孔径雷达(SAR)压缩后的原始数据信噪比是SAR系统设计时原始数据压缩比选取以及应用分析的重要理论依据,前人常用的量化信噪比并不能完全表征压缩后信号与噪声的关系.本文提出了量化区间跃迁的统计概率模型,旨在得出考虑系统噪声情况下,饱和度全集上星载SAR原始数据信噪比在ADC前与BAQ后的映射关系:当回波信号功率较小,输入信噪比较低时,4bit,3bit,2bit,1bitBAQ压缩后信噪比区别不大;当回波为中等功率信号且信噪比较高时,压缩比特数每减少1bit,信噪比恶化约5dB;当回波功率较大,ADC饱和时,量化后原始数据信噪比呈阶跃性下降,饱和度越高,信噪比恶化越严重.本文采用模拟高斯数据和实测SAR原始数据验证了理论结果的正确性,为星载SAR系统设计时BAQ压缩比的选取以及后续的应用分析提供了理论依据.     

三维复杂场景管理研究

三维复杂场景管理是三维地理信息系统、三维景观系统、虚拟现实的基础和核心。三维复杂场景管理应该充分考虑场景数据的复杂性、数据组织及调用的高效性。论文提出了一种结合八叉树、二叉空间分割树,门剪切的空间分割可见性算法,在此基础上并结合动态场景的设计,以及空间数据内存管理,设计并实现了复杂三维场景引擎。     

基于Creator的复杂场景建立方法的研究与实现

内含大量设备模型的场景是虚拟现实应用的典型场景.文章阐述了在虚拟场景构造中大规模复杂场景的建模与优化、场景数据库优化、CAD模型显示与优化、数据格式优化等关键技术问题,实现了整个系统的设计与开发.实验证明该系统具有良好的交互性与实时性.     

基于椭圆轨道的星载SAR面目标原始数据模拟

提出了一种基于椭圆轨道的星载SAR面目标原始数据模拟的方法。首先通过建立椭圆轨道的卫星平台和地球上目标的运动模型,求出卫星平台与目标的距离变化规律,并分析了这个距离与由其它模型得到的距离的不同及其对方位向压缩成像的影响。然后给出了面目标的原始数据模拟的方法,详尽地描述了整个模拟过程。最后给出并分析了原始数据压缩的方法及成像结果。
     

军事仿真想定中的数据冲突消解方法

分析军事仿真想定中的数据冲突问题,提出一种数据冲突消解方法。采用产生式规则表示法,表示军事仿真想定中的事实和规则,建立想定知识库,利用该知识库对编辑好的想定进行推理,从而排查仿真想定数据中的应用冲突。分析结果表明,该方法能发现仿真想定中的数据冲突,可作为仿真训练或评估的依据。     

合成孔径雷达回波仿真技术研究

为了能在实验室中对弹载SAR进行仿真试验 ,该文讨论了弹载SAR回波仿真系统构成原理。随着高速数字器件的发展 ,使建立一个可以应用于室内弹载SAR仿真试验的的回波仿真系统成为可能。文章还探讨了目标仿真模型 ,从目标散射模型和几何模型两个方面来描述分布目标     

基于仿真预案的柔性仿真构建

随着仿真应用的进一步深入,仿真快速开发和集成的需求越来越大。仿真的柔性构造不仅可以缩短仿真开发周期,提高效率,而且还可以提高仿真系统的可维护性和可扩充性。该文介绍了一种基于仿真预案的柔性构建方法,分析了它的基本构建思想,并给出了具体的构建算法。     

本体理论及其在仿真想定校验中的应用研究

校验是仿真想定系统组成中的重要部分。该文在研究本体理论的基础上,结合本体的查询和推理机制,对基于本体的联合作战仿真想定校验进行了探讨。     

SAR原始回波数据仿真方法研究

研究SAR原始回波数据处理优化问题,处理原始回波数据,在保留回波精度的同时,还要提高计算速度.传统处理仿真方法都存在不足.为了提高SAR原始回波数据处理速度,提出一种新的时频混合仿真方法.利用时域仿真得到数据精度高的优势和频域法仿真速度快的特点,保证了回波数据的精度和速度,并将已有时频回波算法中的两次循环计算简化为一次循环计算,进一步提高仿真效率.仿真结果表明,方法可以有效地仿真SAR原始回波数据,满足系统仿真要求,为系统设计提供参考.     

方位多波束星载SAR原始数据仿真

方位多波束(MAB)技术可以有效解决方位向分辨率和距离向测绘带宽的矛盾,但目前仍没有以提高方位向分辨率为目的的MAB SAR投入运行,因此对该模式的研究只能通过仿真进行。目前公开发表的文献在模拟MAB模式时均附加了过多限制条件,使得仿真结果与实际情况有较大差异。首先介绍了MAB工作原理和回波模型,然后给出了在考虑地球自转及偏航控制等与实际情况更加吻合的条件下,MAB系统中原始数据的模拟方法,并提出了MAB系统中方位向相位误差仿真的方法。所给出的仿真方法及结论对于进一步进行MAB技术的研究有重要的参考价值。     

基于Vega软件的SAR实时仿真技术

进行合成孔径雷达（SAR）成像仿真是研究成像雷达的一个重要手段。本文在分析SAR成像仿真机理的基础上,提出了一种利用视景仿真软件Vega进行SAR实时成像的仿真方法。利用软件平台VC＋＋、Multigen Creator和Vega设计机载合成孔径雷达（SAR）成像仿真系统,分析了影响机载SAR成像质量的各种参数,论述了利用Vega的雷达仿真模块——RadarWorks开发机载SAR成像仿真软件的流程以及整体系统的实现等关键技术。