基于位移相位中心算法的合成孔径声纳运动补偿研究

运动补偿是合成孔径声纳（SAS）成像的关键问题，SAS系统一般利用多接收元回波信号的互相关特性进行运动补偿。在深入分析位移相位中心算法的基础上，给出了一种改进的SAS运动补偿算法。该算法首先修正声信号的实际传播距离与采用等效相位中心近似的传播距离之间的偏差，然后基于时延和相位误差估计运动误差，从而在扩大了算法适用的运动误差范围的同时，提高了运动误差估计的精度。文中给出了计算机仿真结果，从结果可以看出改进算法有效地补偿了运动误差，改善了成像质量。     

ISAR运动参数估计和补偿改进方法

在使用FFT距离多普勒算法进行ISAR成像处理时,回波相关性的减弱将加大运动补偿难度,带来较大的误差。该文在常规相邻相关法基础上,提出了一种改进的运动补偿方法。在距离向上,利用基准回波相关法与曲线拟合,克服了低回波相关性下包络对齐时出现的包络漂移、包络跳变等缺陷;在方位向上,利用DCFT变换,对目标的运动参数进行精确估计并加以补偿,减小了回波相关性降低对相位补偿的影响。仿真验证了该方法的有效性。     

全局运动多分辨率光流估计算法的改进与实现

为了提高低分辨率图像之间的位移估计精度,在传统光流算法的基础上,提出了全局运动的多分辨率光流估计算法.实验结果表明：该算法能够快速实现小位移和准确的实现大位移的运动估计,通过对互有亚像素位移的多帧低分辨率图像对比相位相关法进行运动估计,改进的多分辨率光流估计算法实现的高精度亚像素位移误差精度为0.05pi.     

合成孔径声呐系统相位修正

提出了一种合成孔径声呐(SAS)系统相位误差的修正方法，即在数据预处理以前用一个相位相乘来对由Stop—and—Hop假设和移位相位中心假设引入的系统相位误差进行修正。采用ω-κ算法对相位校正前后的点目标成像进行比较，结果表明，这种修正方法正确可行、简单实用。     

一种改进的相位误差计算法

自聚焦主要由两个重要步骤组成,即相位误差估计和相位误差校正,在现有的相位误差估计算法中,秩一相位估计算法是较好的一种,文中针对秩一相位估计算法存在的缺陷提出了一种改进的相位误差估计器,在低仪器时改时算法性能与秩一相位估计算法基本一致,但在信噪比较高时,改进算法能比秩一相位估计算示估计精度高,改进算法的另一优点是比秩一相位估计算法收敛快,若把改进算法代入相位梯度自聚焦算法的算法结构,对窗长选择的稳健性要好一些。     

基于最大锐度半正定规划的线阵SAR自聚焦三维成像

线阵合成孔径雷达（LASAR）三维成像技术是一种具有重要潜在应用价值的新型雷达成像技术。但在一个脉冲重复时间中,LASAR系统中需采用阵列天线多个天线相位中心同时接收回波,仅利用载荷单个测量位置的导航测量系统（如惯性测量系统或全球定位系统）数据难以精确补偿LASAR阵列天线多个相位中心的运动误差。为了克服运动误差对阵列多天线相位中心影响,该文提出了一种基于最大锐度半正定规划的LASAR后向投影自聚焦成像算法。该算法建立了后向投影成像算法处理的线性数学模型,结合LASAR三维图像锐度最大化原则,利用迭代逼近最优方法对阵列多天线相位中心运动误差引入的相位误差进行估计。另外,为了提高自聚焦算法运算效率,仅采用主散射目标区域进行相位误差估计。仿真数据和实测数据验证了该算法的有效性。     

联合误差估计的机载超高分辨率SAR成像

针对机载超高分辨率合成孔径雷达存在运动误差严重影响成像质量的问题,提出一种联合误差估计的超高分辨率成像方法。首先,依据合成孔径雷达成像几何,将惯导投影到斜距平面坐标系,反演出运动误差,通过插值运算完成距离空变粗补偿;接着,为了有效结合运动补偿,采用改进施托克插值的距离徙动算法完成徙动校正;利用子孔径误差相位提取和全孔径拼接的方法,完成运动误差的精估计和补偿;采用图像偏移算法实现残余方位空变误差相位估计和补偿。完成以上徙动校正和运动补偿后,对方位全孔径数据进行匹配滤波,得到超高分辨率合成孔径雷达成像结果。采用所提算法对机载X波段和Ku波段实测数据进行成像,得到二维0.05m超高分辨率成像结果,验证了该方法的有效性和实用性。     

一种改进的ME-Skip运动估计算法

在H，S，Kang的ME-Skip运动估计算法的基础上，提出了一种改进的ME-Skip运动估计算法，新算法对运动估计匹配误差差分绝对值之和(SAD)的阈值设置作了改进，新算法设置了两个SAD阈值，较小的SAD阈值用以克服误差传播，较大的SAD阈值用以尽可能的避免运动估计，当基于预测运动矢量的匹配误差介于两SAD阈值之间时，用小窗口搜索代替运动估计，实验结果表明在编码效率略有提高的同时，新算法进一步减少了运动估计运算量的10％～20％。     

扩展距离像序列在ISAR成像相位补偿中的应用

逆合成孔径雷达（ISAR）的最终成像结果受到相位补偿算法的影响非常大。本论文在对ISAR成像原理进行介绍的基础上,分析了其ISAR中的相位误差及其成因,并针对多普勒中心跟踪法,详细了分析了横向交叉项对多普勒中心的影响,给出了一种基于扩展距离像序列的相位补偿方法,该方法能够有效减小横向交叉项对多普勒中心的影响,大幅地提高相位误差估计精度。     

最小熵准则下的高动态目标回波相位补偿方法

针对传统"停-跳"假设对高动态脉冲雷达测速的局限性,提出了一种最小熵准则下的高动态目标回波相位补偿方法。在最小熵准则下,通过建立多项式的相位滤波器,实现回波信号相位高阶系数的估计,再对积累周期内的信号进行相位补偿,补偿后的信号频谱熵最小,此时再利用FFT可以得到高精度径向速度估计。实测验证表明,该算法可以有效地估计和修正回波相位高次项,提高回波积累时长,补偿后的径向速度估计均方根误差明显降低,算法估计的径向速度均方根误差优于0.04m/s,有效提高了脉冲雷达测速精度。     

Research on inter-satellite measurement technique in high dynamic environment

An improved measurement algorithm, based upon the theory of two-way time transfer (TWTT), is proposed to measure satellites with high speeds. The algorithm makes theoretical analyses and corresponding deductions on a relative motion model of two satellites, and eliminates the measurement error caused by the equipment delay when a satellite moves at a high speed. Theoretical analysis and simulation results demonstrate that in comparison with the conventional TWTT algorithm, the proposed algorithm can significantly enhance the measurement accuracy of the inter-satellite ranging and time synchronization, and the algorithm is more effective with the relative velocity between the satellites and transmitting delay becoming larger.     

采用误差估计补偿的改进型零相位误差跟踪控制

针对伺服系统中零相位误差跟踪控制器(ZPETC)对系统建模误差和参数变化非常敏感的缺点,提出了一种改进型ZPETC设计方法.将信号估计器估计的跟踪误差和系统实时误差作为ZPETC的输入信号,控制器针对系统的跟踪误差进行实时补偿,从而减小零相位误差跟踪控制器受系统参数变化的影响,同时采用低通滤波器(LPF)来消除误差信号中的高频噪声.理论推导与仿真结果表明,该方案在保持伺服系统零相位滞后的同时,减小了系统的跟踪误差,提高了系统的跟踪精度.     

利用回波数据的高分宽测机载SAR运动误差提取方法

为实现高分辨宽测绘带SAR成像,提出一种基于回波数据的高分辨宽测绘带机载SAR运动误差提取方法,有效弥补了基于惯性测量单元/全球定位系统(INS/GPS)提取的运动误差精度低的问题.首先采用一种基于图像对比度最优的方法对SAR回波数据进行相位误差估计,然后利用加权总体最小二乘(WTLS)基于空变相位误差模型反演运动轨迹...     

INS/GPS/DVL组合导航系统中测量延迟的影响及标定方案分析

以INS/GPS/DVL组合导航系统为例,分析了测量延迟误差对系统精度的影响(会产生较大的航向误差,继而会影响前向加表偏置)。提出了延迟误差的软硬件标定方法,包括时标法和相关系数分析法,对硬件和算法不需要作较大的改动就可以估计出延迟误差并补偿外部观测量。在无延迟、有延迟和延迟补偿后几种情况下进行了对比仿真。结果表明:该标定补偿方案可以准确地估计出延迟误差,有效地提高系统精度,几乎达到无延迟的精度水平。     

毫米波小斜视SAR垂直航向运动分析与补偿

In millimeter wave high resolution SAR imaging, the existing squint SAR cross-track motion compensation algorithm brings into a phase error of more than π/4 during the imaging process. The phase error would worsen the compensation effect. This paper transforms the squint slant range with the motion error into the side-looking slant range. We adopt the side-looking cross-track motion compensation algorithm to cross-track motion compensation. The proposed algorithm works well on the millimeter wave real data in the 10° squint angle and the results are better than those obtained by existing algorithms in the same squint angle.     

PMSM无位置传感器控制的系统延迟补偿方法

提出了一种基于系统延迟补偿的永磁同步电机位置观测方法,以避免在高速下滑模位置观测器精度受永磁同步电机驱动系统中的模拟延迟和数字延迟影响而产生位置估计误差。首先,建立了用于位置估计的典型滑模观测器,并分析了滑模运动的可达性。其次,研究了模拟电路对定子电流的影响,推导了采样电路中的有源滤波、无源滤波及偏置电路的传递函数,计算了采样电路对定子电流造成的总延迟相位。再次,分析了滑模观测器的数字实现过程造成的电流相位延迟。又再次,提出了基于直接信号补偿的方法,补偿了以上因素造成的电流相位误差。所提延迟补偿方法不仅提高了位置估计精度,还改善了闭环控制的电流调节性能。最后,在8 000 r/min电机驱动平台上进行了实验,结果表明所提系统延迟补偿方法提高了位置估计精度。     

基于InISAR技术的三维成像

建立了在目标与天线电轴间存在较大斜角情况下的干涉式逆合成孔径雷达(InISAR)三维成像模型．研究了目标运动补偿误差对干涉测量的影响,并给出运动补偿的详细步骤．由于相位差以2π为周期,所以运动补偿误差对测量结果的影响也是周期性的,这可能造成目标像的横向折叠,本方法首先估计出目标像重心相位,然后将目标像重心作为目标的基准点对相位差进行补偿以校正目标的偏移．测量得到的目标三维坐标并不是在直角坐标系下得到的,给出了坐标转换的公式．最后用仿真结果验证了此方法的有效性．     

四步相移干涉测量的相位补偿及仿真

在应用相移技术进行相位测量时，相移器的相移误差直接影响相位的测量精度．将快速傅立叶变换技术和四步相移技术相结合，对相位进行补偿，并推出相位误差补偿公式．利用快速傅立斗变换技术求出实际相移量与理论值的相移误差εi，代入相位补偿公式计算相位．通过计算机仿真，采用四步相移算法、四步相移补偿算法得到了各个采样点的相位误差．分析可得，采用四步相移补偿算法比直接采用四步相移算法得到的相位误差有更高的精度，相位误差平均值提高10倍以上．