基于轨道匹配和改进的空间目标识别方法

空间目标识别就是对外层空间运行的目标进行类型或属性辨认。空间目标一般是沿着固有轨道运动的目标,它的轨道根数是表征其运行规律的主要参数,也是进行空间识别的基础。该文提出了一种基于轨道匹配改进的空间目标识别方法。利用空间目标运动的规律性,对目标的雷达观测数据进行初轨计算、轨道匹配和轨道改进三个部分的处理,对目标的不同圈次观测数据进行关联和积累,并在优化轨道根数的同时实现对空间目标的匹配识别。针对匹配识别模糊情况,通过分析比较轨道改进收敛时的根数内符合误差和观测数据的残差,确定最可能的匹配识别结果。仿真实验结果说明了该方法的有效性。     

一种高超音速目标回波快速捕获方案的设计与测试

工作于UHF/VHF频段的双基地雷达探测系统可作为高超音速临近空间目标探测的重要手段之一,为了解决探测系统快速发现与跟踪目标的实时性问题,提出一种基于GPU的临近空间高速高动态目标回波信号的快速捕获方法,给出了捕获方案的设计过程、软件设计思路和原理框图,并选择具有代表性参数的信号,在实际平台上进行测试并给出测试结果,验证了该设计方案的可行性。     

空间目标的雷达定轨实时识别问题研究

反导预警雷达在弹道导弹探测模式下可观测到许多低轨卫星,由于作战使命的定位,这些观测数据被直接丢弃,导致其作战效能没有被充分发挥.为进一步挖掘反导预警雷达在日常值班状态下的空间目标监视潜能,本文针对反导预警雷达的工作特点,首先阐述了基于轨道根数的空间目标识别的基本数学原理,其中包括坐标转换、轨道确定和轨道匹配等核心处理步...     

空间目标雷达轨道改进原理及工程实现

空间目标监视雷达是空间监视领域的骨干装备,与常规防空雷达相比,需要增加空间目标轨道确定核心功能,而轨道改进是实现该功能的重要组成模块,轨道改进模块的研制涉及非常复杂的航天动力学知识,这对从事雷达系统设计的非轨道力学专业的研究人员来说带来极大困难。为此,本文以空间目标雷达定轨中的批处理轨道改进计算为例,介绍了它的数学原理,给出了程序设计思路和函数接口实现,并与ODTK软件进行了仿真对比。实验结果验证了软件设计的有效性,表明本文设计的函数接口可以辅助科研人员进行雷达系统设计。     

三轴光电跟踪系统空间目标捕获方法设计

针对三轴光电跟踪系统对空间目标捕获方案的设计问题,首先分析了影响三轴光电跟踪系统捕获空间目标存在的误差源并对主要误差进行了误差估计,即轨道预报误差和三轴指向误差。接着建立了主要误差到不确定区域（Field of uncertain,FOU）的误差传递关系,利用所建的传递关系计算出了不确定区域,并根据不确定区域的大小、形状以及分布类型设计搜索扫描方式。以不确定区域形状为椭圆且服从二维正态分布为例,设计的搜索扫描方式为分行螺旋扫描。最后对该扫描捕获方法进行了数值仿真,验证了该方法的正确性。经过仿真计算,在捕获概率为98%的情况下,目标的平均捕获时间为10.52 s。该方法为三轴光电跟踪系统捕获空间目标提供了一定的理论基础。     

雷达引导数值跳点问题的解决方案

针对自跟踪天线数字引导数据出现的跳点现象,以典型的某船载雷达的数引算法为例,首 先阐述了基于分析法轨道预报的计算流程,然后结合具体实例,运用图形仿真和静态与动态 测试相结合的排查定位方法,按照轨道根数计算流程的逆过程逐渐追溯到问题的原因,即一 阶短周期项计算环节存在数据跳变,并通过增加角度空间几何关系的限定条件最终成功解决 了数引跳点问题。     

单脉冲雷达基于相参积累的多目标分辨

单脉冲远程精密跟踪测量雷达是空间目标探测、编目和识别的主要设备,具有跟踪精度高、作用距离远等特点,但只具备单目标跟踪能力。通过相参积累的事后数据分析方法,解决了波门外目标的外测数据丢失的情况,实现了多目标的分辨监测。仿真结果表明,基于相参积累的多目标分辨算法可有效地实现多目标监视与辨别,为轨道碰撞预警和空间目标识别等任务提供了理论参考。     

多目标测量雷达实景仿真训练系统研究与实现

为能在测量雷达使用环境下进行捕获跟踪目标仿真训练,研究设计了多目标测量雷达实景仿真训练系统。该系统嵌在雷达中,雷达主控机送出目标运动轨迹、特性参数和控制命令,多目标信号仿真器产生中频目标仿真信号,信号合成板将仿真信号与实际背景反射信号合成后送中频接收机,合成信号经处理后送A/R显示器显示,供操作手捕获目标训练使用。经试用有效提高了操作手在杂波背景下快速识别目标和捕获目标的能力,并能预测雷达对预定航路上目标的捕获跟踪情况。     

分布式雷达空间目标定位系统性能分析

提出了一种分布式超宽带雷达空间目标定位系统,其主要思想是通过多个分布式超宽带雷达对目标进行精确测距,利用所得目标距离信息创建空间曲面,通过求解不同曲面的相交点进而实现对空间目标的定位。文中建立了椭球定位模型,在CHAN算法的基础上推导出用于三维椭球面相交位置点求解的方法。分析了雷达测距精度、雷达基线长度对系统定位精度的影响。仿真结果表明,当测距误差较小、基线长度适当时,该系统可以得到较高的定位精度。     

容积卡尔曼滤波在空间目标轨道确定中的应用

针对空间监视雷达的近地目标轨道确定问题,提出了基于容积卡尔曼滤波的精密轨道确定方法,与被广泛应用的扩展卡尔曼滤波方法相比,所提方法具有更高的定轨精度.同时,由于容积卡尔曼滤波在理论上具有严格的数学证明,其在处理空间目标复杂运动问题的过程中具有更好的数值稳定性.通过引入递推形式的后验克拉美罗界,分析了不同观测模型对定轨性能的影响.利用仿真数据进一步验证了所提出方法的有效性和分析的正确性.     

一种提高导弹落点预报精度方法的研究

在对弹道导弹目标的预警中,如何使用相控阵雷达观测数据对目标进行实时定轨及轨道改进,并提高导弹落点预报精度成为弹道导弹预警研究的重要内容。文中针对这一问题进行了研究和实验仿真,通过将实时定轨和改进方法应用到弹道导弹预报中能够有效地提高导弹落点预报精度,较好地解决解决导弹落点预报问题。     

面向机载火控雷达软件设计半实物仿真系统

现代机载火控有源相控阵雷达对数据处理的要求越来越高,雷达软件的复杂度越来越大.雷达系统对软件功能验证和算法优化的要求也越来越高,因此针对机载相控阵火控雷达软件研发的需求,建立一套可应用软件系统开发和测试的分布式半实物仿真系统必不可少.文中讨论了该系统的组成和工作流程,提出了一套有效实用的目标、载机运动轨迹仿真模型和雷达回波产生模型.该仿真系统在机载相控阵火控雷达系统软件的开发过程中得到成功验证.     

一种基于STK平台的相控阵雷达空间目标监视模型

建立准确合理的相控阵雷达工作模型是分析其对空间目标监视能力的关键。根据相控阵雷达监视空间目标的机理,该文阐述了一种基于STK平台的相控阵雷达空间目标监视模型的构建思路和过程,并从相控阵雷达对空间目标的截获能力、相控阵雷达对空间目标的观测弧段长度、相控阵雷达空域内同时存在的空间目标数目三个方面给出了应用结果。验证结果表明,该模型能够较为准确地描述相控阵雷达的工作情况及其处理多批目标的能力。     

基于特征代理的雷达虚拟装配技术研究

为了在虚拟环境下对复杂雷达结构进行装配过程仿真,验证雷达结构设计的合理性和适装性,提出了基于特征代理的虚拟装配方法。将虚拟零部件的几何约束信息用代理特征表示,用代理特征进行装配意图和装配约束识别。通过遍历代理特征集进行属性匹配,寻找存在装配关系的零件模型,将满足匹配条件的代理特征作用于装配件,通过运动定位求解,完成零部件的精确装配。该方法已应用于某大型相控阵雷达的虚拟装配仿真,实例表明它可以快速、精确地对雷达零部件进行装配引导和定位。     

相控阵雷达中的TWS和TAS跟踪技术

本文从基本概念和综合性能预测的角度。研究了相控阵雷达中的两种跟踪技术－边抛描边跟踪和边跟踪边搜索技术,比较了在相控阵雷达中这二者的异同,以及在机械扫描雷达中利用边扫描边跟踪技术的异同。     

二维电扫三坐标雷达技术应用分析

采用相控阵天线的三坐标（3D）雷达是目前3D雷达中的主要品种，具有在仰角上进行电扫描能力的3D雷达已获得广泛应用。为了满足对新一代3D雷达的需求，采用在方位与仰角上进行电扫的相控阵天线有重要意义。文中着重讨论了采用二维电扫相控阵天线后3D雷达性能的改善和应用潜力。     

Designing the focused and wide beam pattern in linear and planar phased‐MIMO radar considering the antennas' overlap

Phased‐array multiple‐input multiple‐output (MIMO) radar is a new method for collocated MIMO radar, benefiting from its advantages without losing the coherent processing gain considered the main feature of phased‐array radars. In this method, the whole array is divided into several overlapping subarrays; then a waveform is allocated to the antennas of each subarray, which are orthogonal to other subarray's waveforms. In order to obtain a desired beam pattern, appropriate weighting coefficients for each subarray should be designed. This study aimed to design the phased‐MIMO radar's weighting coefficient matrix in two modes: In the first mode, the aim is to design a beam pattern, which has the maximum value in direction of the desired targets. In the second mode, a desired beam pattern is defined, and the coefficients should calculated in such a way that the obtained pattern be as much as possible compatible with the desired patter. In the two modes, the design, at first, is accomplished for linear array and then is extended to the planar array. Moreover, the impact of subarrays' overlap and the power constraints is investigated. The proposed methods, in special cases, are applicable in MIMO and phased‐array radars, too.     

相控阵雷达目标搜索的MAB模型策略

针对相控阵雷达波束指向的问题,研究相控阵雷达搜索状态下的波束指向控制策略,目的在于提升其目标发现概率以及发现效率。将相控阵雷达面临的搜索问题看作为一类多臂赌博机问题,进而在上限置信度指数方法的基础上对该问题进行求解,同时与贪婪算法等其他方法进行对比。仿真结果表明,所得到的雷达波束搜索策略使得雷达发现目标所用时间一般不超过扫描一次负责空域所用时间的两倍。在相同搜索时间内,雷达对弱小目标发现概率提升至少20%。并且该方法算法复杂度相对较低,具备实际应用能力。     

分布式阵列雷达基线位置和相位误差的卫星标校方法

在采用相位干涉测角的分布式阵列雷达系统中,系统阵面相位中心位置误差和相位误差对测角精度影响很大,且阵面相位中心位置与物理中心位置通常不一致,因此需要对其进行精细标准补偿。传统的雷达系统误差校正方法通常采用远场辐射源来对雷达进行校正,但是对于单元间距很大的分布式阵列空间目标监视雷达而言,要实现远场辐射校准往往很难。该文提出一种利用多弧段的精轨卫星精密星历对阵面相位中心位置误差引起的相位误差进行白化,然后搜索相位中心坐标和相位差使匹配方差最小的校正方法,无需使用特定仪器测量,且能很好地标定误差;计算机仿真以及实测数据验证了使用该文校正方法后,测角精度得到了显著提升。     

正交信号MIMO雷达动态范围与弱目标检测性能分析

正交信号MIMO雷达各阵元发射相互正交的信号波形,多个信号波形在空间不能叠加形成高增益的窄波束,经目标反射回来的回波信号的动态范围较传统相控阵雷达有所降低,这将有利于改善对强杂波中的弱目标信号的检测性能。动态范围往往取决于杂波功率,本文分析了基于OFDM-LFM信号的MIMO雷达的信号功率问题,并提出利用优化的随机相位来降低信号瞬时功率,从而改善回波信号的动态范围。仿真比较了在接收机动态范围一定的条件下,MIMO雷达相对于传统相控阵雷达在弱目标检测性能方面的改善。