一种基于非均匀波束扫描的机载TOPS模式性能分析

TOPS(terrain observation by progressive scans)模式通过控制波束以均匀角速度进行扫描实现对方位向大场景的快速覆盖,当扫描角度很大时,场景中目标方位向理论分辨率随扫描角度的变化就不能忽略.为此,针对机载调频连续波SAR系统,分析了TOPS模式工作在大扫描角时目标方位回波的多普勒特性,提出了一种非匀速扫描的TOPS模式波束扫描方案.通过实时调整波束扫描角速度,使场景中方位向不同位置的点目标具有相同的方位向理论分辨率.仿真结果验证了本文所提方法的有效性.     

调频连续波(FMCW)聚束式SAR成像研究

针对调频连续波SAR与脉冲式SAR工作体制的不同,从而带来不同的回波表现形式,对基于调频连续波的聚束式SAR回波信号进行建模,分析信号的特征,揭示平台的连续运动在距离向产生一个多普勒频移的特性,从而影响方位聚焦．对于方位频谱混叠的问题,采用方位预滤波处理,通过插值实现采样率的提高,由于预滤波可以实现方位的块压缩,实际中的方位向点数并没有明显增加,最后基于FS算法完成残余聚焦,仿真数据处理结果验证了分析的正确性和算法的有效性．另外,对于平台连续运动引入的多普勒频移,分析了其对成像造成的影响,并给出了相应的补偿方法．     

基于FMCW的弹载SAR俯冲成像方法研究

调频连续波合成孔径雷达具有体积小、重量轻、成本低、功耗低等优点,在精确制导领域具有较大的应用潜力。针对俯冲运动状态下弹载FMCW SAR运动特点,提出了一种弹载FMCW SAR俯冲成像方法,在时域完成距离走动校正后,采用级数反演的方法推导了FMCW SAR回波信号精确方位多普勒频域表达式,通过对多普勒频域表达式的分析,构造相应的补偿函数完成目标的二维成像。最后点目标和场景目标仿真实验验证了理论分析与该成像方法的有效性。     

高超声速飞行器成像算法

高超声速飞行器是目前各国航空航天发展的重点．搭载其上的合成孔径雷达成像系统面临两方面的问题：一个是多普勒与快时间的耦合,另一个是斜视成像的校正问题．借鉴调频连续波合成孔径雷达的几何模型,提出了一种去耦合的扩展的频域变标成像算法,可在一定的斜视角下解耦合并且无失真高精度成像．     

高低轨异构双基地SAR改进CS成像算法

针对地球同步轨道卫星发射-低轨道卫星被动接收的异构双基合成孔径雷达系统中,由于收发时延长和接收机速度快导致的“走-停”假设不成立,复杂成像几何下回波信号在距离向和方位向具有严重空变性的问题,提出一种基于二维时域扰动的改进线性调频变标成像算法．首先基于双基观测几何推导出非“走-停”假设下的信号模型;然后通过时域扰动的方法校正回波二维空变性;最后对残余相位进行补偿．仿真实验表明,该算法可实现高低轨双基合成孔径雷达高分辨率宽幅场景的良好聚焦,且具有很好的保相性能．     

同航线双基调频连续波SAR改进距离徙动算法

考虑到调频连续波合成孔径雷达具有较长的扫频周期,要达到频率的线性化非常困难,针对现有非线性校正方法的不足,提出了改进的频率非线性校正方法.另外,分析了平台连续运动带来的多普勒频移的影响.对于频率非线性校正后的信号,利用瞬时频率的概念,通过引入双基角,推导出基于调频连续波的同航线双基合成孔径雷达回波信号的二维波数域表达式,在此基础上提出了包含频率非线性校正的同航线双基调频连续波合成孔径雷达的改进距离徙动成像算法.仿真数据的处理验证了频率非线性校正方法以及成像处理算法的有效性.     

平移不变模式双基地SAR频率变标算法

针对双基地SAR距离徙动受发射和接收二维距离变化影响的问题,提出了一种提取平移不变模式双基地SAR频率变标因子的新方法。该方法将距离徙动随二维距离的变化转化为随一维距离量的变化,然后通过合理的线性近似得到了不受距离参数影响的变标因子;在此基础上,将线性频率变标算法推广到了双基地SAR领域;最后通过仿真验证了该算法的有效性。     

利用SPECAN算法的聚束SAR成像处理

讨论了距离向去调频聚束模式SAR信号的回波模型及特点,通过对聚束SAR信号的时、频域关系的分析,给出了适合去调频后的聚束SAR数据的成像算法。该算法结合了SPECAN算法高效和标准条带成像算法精确的优点,首先采用SPECAN算法对原始数据距离向去斜,其次采用距离-多普勒算法实现方位精确聚焦,与传统的距离-多普勒算法相比,成倍地降低处理的数据量,从而可实现聚束SAR的实时成像处理。对Ku波段实际飞行数据采用该算法压缩得到高分辨率的图像,验证了理论分析的正确性和所用方法的可行性。     

一种同轨双基SAR的非线性CS成像算法

针对大斜视情形下同轨双基合成孔径雷达(SAR)中目标的距离徙动和二次距离压缩(SRC)的空变性问题,基于严格解析的双基频谱,提出了一种适用于同轨双基SAR的非线性线频调变标成像算法．与适用于小斜视角条件的线频调变标成像算法不同,该算法不仅考虑了调频率随多普勒频率的变化,而且也考虑了其随距离的线性变化,更好地实现了同轨双基SAR中SRC的精确补偿,取得了满意的聚焦效果．仿真实验验证了所提算法的有效性．     

用基于小生镜技术的改进遗传算法解决TSP问题

针对TSP搜索空间随城市数的增加而计算难度增大的问题，引入了基于小生镜的改进遗传算法，文中介绍了这种算法的步骤和实验结果．与传统的简单遗传算法（SGA）相比，既可以避免陷入局部最优解，又可以提高搜索速率．     

一种新的大斜视TOPS SAR全孔径成像方法

针对大斜视模式导致回波信号距离向和方位向耦合严重,循序扫描地形观测模式波束指向的变化导致全孔径回波信号的方位带宽大于系统脉冲重复频率,引起方位谱模糊的问题,提出了一种基于修正距离徙动算法和方位谱分析的全孔径成像算法.对于全孔径数据,首先通过方位预处理获取信号无模糊的二维频谱,然后采用修正距离徙动算法进行距离徙动校正,最后通过谱分析技术和方位去斜技术将信号聚焦在方位频域.仿真实验和实测数据结果验证了该算法的有效性.     

基于改进的分水岭算法的图像分割

考虑到分水岭算法存在过分割问题,本文提出一种有效解决方法。在图像预处理过程中首先对图像进行中值滤波来消除部分噪声;然后采用形态学求梯度的方法得到原始图像的梯度图并对梯度图像进行开闭重建,在保留区域重要轮廓的同时去除了噪声和图像细节。在此基础上对重建后的梯度图像进行基于标记约束的分水岭分割。实验结果表明该方法能够较好地抑制过分割,同时通过结构元素的选择而具备一定的灵活性,整个过程无需进行合并处理,降低了分割的复杂性。     

基于LMAP算法的改进算法——ELMAP

在LMAP(Localization with mobile anchor points in wireless sensor networks)算法的基础上提出了一种改进算法:ELMAP算法。ELMAP算法改进了原算法的参考信息分组的选取机制,以达到摆脱对节点传输模型假设的依赖和提高实际应用中定位性能的目的。该算法选取具有相同接收信号强度(RSS)值的信息分组作为参考信息分组来对未知节点进行定位计算。仿真结果表明ELMAP算法比原算法具有更强的环境适应能力,并且可以通过调节接收到的信息分组数量和限定用于定位计算的参考信息分组的RSS值的范围来达到最佳状态。     

基于改进遗传算法的核磁共振成像主磁体形状优化

针对核磁共振(NMR)成像永磁型主磁体极靴的形状优化问题，应用磁场数值分析和形状优化的理论和方法。探讨了大空间内磁场均匀的技术．以改进的遗传算法作为优化设计中搜索最优方案的工具，达到了在较大空间内磁场相对均匀的目的。     

基于改进GA的分段堆场计划调度方法研究

针对船舶分段堆场在调度过程中周转效率低、调度滞后以及调度成本高等问题,以进出场分段在堆场中的调度为研究对象,考虑船舶分段堆场调度过程中的扰动因素,采用基于事件触发式的重调度方法,结合分段质量和移动距离建立数学模型,以移动分段所需的成本为优化目标,提出利用改进遗传算法来选择分段在堆场中停放位置的较优方案,并构建启发式规则来确定分段最优进、出场路径。利用某船厂实际数据对模型进行验证,表明该方法可得到较优的堆场作业计划,实现堆场资源的高效利用。     

基于改进的嵌入式零树小波变换的图像压缩算法

经过对嵌入式小波零树编码（EZW）算法的基本理论分析,对原图像EZW算法进行了改进,提出了一种把小波系数向下取整后并将出现频次较多的系数置零的改进方法,从而减少了EZW算法中扫描次数,节省了存贮空间。实验仿真结果表明,此算法一方面提高了编码效率,另一方面重构图像的质量也并无明显下降。     

基于改进的高斯混合模型脑ＭＲ图像分割

MR图像中常含有偏移场以及噪声现象,传统的高斯混合模型无法得到正确的分类.在高斯混合模型目标函数中加入偏移场估计与噪声去除,完善其分类效果,使分类结果较好地克服偏移场和噪声影响.实验表明,该算法在得到较准确的分类结果的同时还能很好地估计偏移场.     

一种基于改进DES算法的高效率FPGA硬件实现

针对DES密钥空间小、抗攻击能力弱的缺点,提出了一种改进S-BOX及相关密钥的DES算法.这种体制增强了穷举法攻击、线性密码分析攻击、差分密码分析攻击的难度,大大降低了信息被窃取的概率.由于硬件实现DES密钥模块内部运作,既可保证在外界无密钥的明文流动,又可具备自锁、自毁功能,具有高速、高可靠性等特点,所以利用VHDL硬件描述语言实现了改进的简化DES算法.实验验证,该方案可以抵抗线性密码分析,确保密码体制没有"陷门",实现真正意义上的保密,同时有效地节约了硬件资源.     

两轮差速机器人运动学分析和控制研究

为了解决机器人路径规划模块在为非完整轮式移动机器人规划路径时,若要实现规划轨迹平滑且完全满足机器人的运动学约束,则需要精确的机器人工作环境的地图信息,从而大幅度地增加了路径规划算法的计算量的问题,首先利用较为粗略的环境地图信息规划路径,再将机器人转弯部分的路径进行函数插值,使整个路径规划满足机器人运动学约束且计算量增加较少.现有的机器人轨迹描述方程不能满足对机器人转弯轨迹进行精确插值的需要,因此提出分别利用曲线拟合法和泰勒插值法来构建非完整轮式移动机器人转弯轨迹的时域非微分描述方程.实验结果显示,所述机器人轨迹非微分时域描述方程可以用于对机器人路径规划的插值,降低了算法的计算量.