基于二次相关的时延估计方法研究

以空间任意多元传感器阵列为模型,以被动定位算法为基础,针对传统时延估计方法中的互相关算法存在着估计精度不高的问题,提出了一种基于二次相关的时延估计方法。该方法首先对信号作自相关提高信噪比,再将自相关函数和互相关函数作相关处理得到时延值。理论和实验结果都表明:相对于传统的互相关时延估计方法,二次相关法可以明显的抑制噪声对信号时延估计的影响,提高时延估计的精度。     

基于二次相关水下声源定向(时延)研究

以三基元线列阵为例，介绍了利用两个互相关函数的再作互相关的时延估计方法（二次相关），并给出了它的快速计算方法。通过计算仿真结果证明这种方法对低信噪比下窄带和单频信号具有较高时延估计精度。     

基于快速广义互相关时延估计算法的深度测量技术

通过对被动目标深度测量原理进行分析,推导出了目标深度测量的计算方法．为了满足作为被动目标深度测量关键环节的时延估计的高精度要求,研究了快速广义互相关时延估计算法,并通过了仿真试验．试验结果证明了该算法具有良好的实时性,能够得到较高的深度测量精度．     

基于频域干涉的小口径长身管内径测量系统

二级轻气炮发射管内膛加工质量对动高压物理冲击加载实验数据的准确度有着重要影响。基于全光纤频域干涉测距技术研制的内径测量系统,可精确测量小口径、大长径比二级轻气炮管内径。该系统采用微型光纤探头作为频域干涉测距传感器,能对管内膛被测点坐标进行精密测量,经椭圆方程拟合后可准确获得待测截面内径。对长度为7 400 mm的28 mm型二级轻气炮炮管通体内径进行了测量,结果表明：在入口处、出口处与三点式内径千分尺测量结果的极差仅为0.014 mm.     

基于加权相关信号子空间的多频相位融合方法

针对多频干涉合成孔径雷达(InSAR)干涉信号不同频率分量的相位融合问题,提出基于加权相关信号子空间方法(CSSM)的多频相位融合方法。该融合方法采用联合像素模型构建信号模型;对 CSSM构造聚焦矩阵的思想进行改进,通过对各频率分量对应的协方差矩阵进行加权聚焦应对不同频率分量的信噪比差异;并采用联合子空间投影方法估计干涉相位。仿真数据和 SIR-C雷达实际数据验证表明,该方法能够有效改善多频 InSAR的干涉相位估计性能。     

基于最优模型选择的多信标长基线定位系统误差辨识方法

为辨识多信标长基线定位系统误差,及提高定位精度,针对目标安装多个信标且目标体积不可忽略的情况,构建了多信标体制的长基线水下定位模型。进一步针对测元系统误差中包含的声速误差、时延误差,在多信标体制定位模型的基础上,构建了多类系统误差辨识模型,并结合水下目标定位过程,计算时延残差,构建模型最优检验统计量,给出了系统误差模型的最优选择准则,实现水下目标位置参数和系统误差参数的有效估计。仿真结果表明,该模型最优选择准则可以有效选择合适的系统误差辨识模型,提高长基线水下目标的定位精度。提出的基于最优模型选择的多信标长基线定位系统误差辨识方法可为水下目标定位试验提供理论支撑和有效参考。     

基于数字相关技术的铝合金航天结构件缝隙测量研究

对铝合金航天结构件受载情况下端框铆接缝隙变化测量进行研究,搭载静力试验模拟航天器飞行过程中的典型最严酷的载荷环境,采用三维数字相关技术进行测试某铆接界面缝隙变形情况,并将三维数字相关技术测量数据与塞尺进行对比,试验数据表明:三维数字相关技术用于缝隙测量,精度高,且测量可实现实时监测。     

基于相关峰插值的五元十字阵被动声定位算法

针对基于传统时延估计方法的被动声定位算法精度提高受时延估计精度限制的问题,提出基于相关峰插值方法的被动声定位算法。该算法能改善 FFT变换带来的栅栏效应,根据声音信号的传播特性对信号低频频谱进行细化从而提高时延估计精度。通过计算机仿真和外场实验对比分析了基于互相关方法和基于FICP方法的被动声定位算法在五元十字阵系统中的定位精度。结果表明,基于 FICP 方法的被动声定位算法能够较好地对声源目标进行定位,且算法定位精度优于基于互相关方法的定位算法,具有较强的实际应用性。     

一种基于三元阵的水下目标被动定位方法

提出了基于3个子阵接收信号间相关性度量的水下目标被动检测和定位方法,理论分析了该方法相对二元相关法在检测性能上的优势,并进行了检测性能和时延差估计精度方面的仿真检验。理论分析和仿真实验结果表明,与二元相关法相比,该方法在检测性能上具有不低于2 dB的优势,时延差估计精度有一定提高。     

基于FCM的方位标测量数据野值剔除方法研究及应用

针对传统手工剔除方位标测量数据中的野值,存在效率低、易出错的问题,根据方位标测量数据是对固定目标进行多次连续测量的特性,提出了将模糊C均值聚类技术应用到方位标测量数据预处理中。通过对测量结果的多次聚类,逐步剔除野值,从而得到方位标测量数据的最优集合。通过试验表明:该方法不仅效率高、算法简单易实现,而且能保持数据的完整性。     

基于卫星测量的反舰导弹脱靶量处理方法

分析了反舰导弹射击海上点源靶判别准则的变化.介绍了反舰导弹脱靶量数据处理中用到的几种坐标系,并且定义了反舰导弹射击坐标系.系统推导了反舰导弹脱靶量的坐标转换公式,最终给出了反舰导弹射击海上点源靶的命中判别条件.该方法可用于反舰导弹的试验和训练中,对反舰导弹命中精度评价有重要指导意义.     

基于最小二乘拟合的外弹道测量数据野值剔除方法

针对莱特准则在外弹道测量数据中剔除野值的不足,提出了一种结合最小二乘拟合的外弹道测量数据野值剔除方法。将外弹道测量数据的长程变化规律看作趋势项,采用最小二乘法对趋势项进行提取,将测量数据减去趋势项,进一步利用莱特准则进行野值剔除,将剔除野值后的数据与最小二乘提取的趋势项相加,得到剔除野值后的外弹道测量数据。最后利用计算机仿真和实测数据处理证明了这一方法可在保证不丢失原信号有用信息的前提下获得较好的野值剔除结果。     

基于相关TOP矩阵的相干信源数盖氏圆估计方法

大部分高分辨波达方向估计算法都是以特征子空间分解为基础的,所以正确估计信号源数对算法结果有效性起着至关重要的作用。该文提出了一种基于均匀线形阵列的相关Toeplitz矩阵构造方法,并结合盖氏圆半径法形成一种相干信源数估计的盖氏圆改进方法,将接收阵列各阵元与参考阵元输出信号做相关,得到一组相关向量,应用相关Toeplitz矩阵构造算法构造阵列输出的Toeplitz矩阵,从而得到去相干的盖氏圆估计矩阵,最后再应用盖氏圆准则完成相干信源数估计。仿真结果表明,本文所用相关Toeplitz矩阵构造算法达到了去相干的作用,扩展了盖氏圆半径法的应用范围,使得盖氏圆准则在不损失阵列有效孔径前提下,能够有效估计相干信源数目。     

基于数字体图像相关法的TATB基PBX材料内部变形测量

研究采用μ-CT对单轴压缩过程中的三氨基三硝基苯（TATB）基高聚物黏结炸药（Polymer Bonded Explosives, PBX）试件进行了原位扫描,获得了不同载荷下试件的三维数字体图像;采用基于反向组合高斯-牛顿配准算法（Inverse Compositional Gauss-Newton, IC-GN）的局部数字体图像（Digital Volume Correlation, DVC）方法分析了试件加载前后的2组数字体图像,获得了试件内部具有亚体素精度的三维位移场和应变场;基于获得的应变场根据胡克定律弹性本构关系,重建试件内部的三维应力场。研究结果表明,基于μ-CT和DVC结合的内部变形测量技术能够直观地揭示试件内部应变局部化区域的产生,并识别亚体素微裂纹在样品中的位置。     

基于快速互相关的跨声速弹丸测速方法研究

针对室内千米靶道内镜头式光幕测速系统无法对跨声速弹丸速度进行有效测量的问题,采用外弹道学理论与MATLAB仿真技术计算跨声速测速点弹丸飞行速度理论值,使用快速互相关算法处理镜头式光幕测速系统在测速点的弹丸过幕信号,得到该测速点的实测速度值集合,以理论速度值为参考,从速度值集合中选取接近理论值的速度并进行误差分析。采用5.8 mm步枪弹进行实弹验证,实验所得的接近理论速度值的实测速度与理论值之间的相对误差小于0.3%。该方法解决了由于弹丸激波作用测速光幕产生干扰信号带来的影响,为跨声速弹丸速度的准确测量提供一种新思路。     

基于复色共焦的透明材料厚度测量数据处理方法研究

为了解决精密光学透镜制造、玻璃容器生产等透明材料相关行业对厚度检测的需求,采用复色共焦法对透明材料厚度进行检测。介绍了共焦系统测量原理,提出了测量结构方案,构建了测量实验装置,并对实验装置进行了标定。利用线性回归法对实验数据进行处理：使用线性预测函数建模,根据实测数据确定模型中各个参数,并对误差进行补偿,完善了厚度模型。实验结果表明：共焦系统的测量范围达到15 mm,测量精度为±3 μm,从而证明该方法是一种高精度的在线非接触测量方法。     

基于无网格方法的膛口二次焰数值研究

基于最小二乘无网格方法,对包含高速运动弹丸的膛口二次焰流场进行了数值研究。流场采用含化学反应源项的任意拉格朗日- 欧拉方程描述,对流项和反应源项采用多组分HLLC格式和有限速率反应模型计算,对于弹丸运动造成的点云畸形采用局部重构方法处理。对发射药中不添加/添加消焰剂以及不同膛口压力条件下的全流场进行数值计算。计算阴影图与实验照片吻合较好,并且计算结果表明：添加2%钾盐消焰剂或降低膛口压力30%可有效抑制膛口二次焰。     

基于改进式特征值二次对角加载的信源数估计方法

针对应用阵列天线进行信号接收时的信源数估计问题,提出一种基于改进式特征值二次对角加载的信源 数估计方法。对天线阵列观测信号协方差矩阵进行特征值分解;对特征值进行一次对角加载,对角加载量取所有特 征值的几何平均值,将原始特征值与对角加载值相加,取代原始特征值;重新计算特征值对角加载量,并进行二次 对角加载,使加载后的特征值满足噪声特征值的最大最小值之比不超过2 的条件,在此基础上,使用信息论准则类 方法和随机矩阵理论类方法实现信源数的估计。仿真实验结果表明,该信源数估计方法具有可行性。     

基于数字图像相关方法的端羟基聚丁二烯推进剂复合型裂纹J积分测量

为实现复合型裂纹尖端变形场及J积分测量,对预制含中心贯穿复合型裂纹的端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂试件进行了拉伸观察试验,获得了复合型裂纹试件的变形图片序列。采用数字图像相关(DIC)方法得到试件表面的位移和应变场,运用J积分理论和DIC方法得到的变形场计算复合型裂纹尖端的J积分。将DIC方法得到的变形场结果以及运用J积分理论和DIC方法计算得到的J积分结果与有限元结果进行了对比分析。分析结果表明：DIC方法获得的变形场分布特点与有限元结果吻合较好;不同积分路径下的J积分具有守恒性,验证了DIC方法可以有效地计算J积分;相同拉伸位移和复合型裂纹下J积分随角度的增大呈下降趋势,裂纹从0°Symbol~A@45°时J积分值 变化较小,裂纹从45°Symbol~A@67.5°时J积分值有较明显的下降。