外辐射源天地波雷达定位方法及精度分析

天地波组合传播模式高频外辐射源雷达受电离层和海洋表面环境、短波段电磁环境及收发配置等诸多因素的影响. 针对该新体制外辐射源雷达的定位问题,研究了天地波组合传播模式下的目标定位模型,提出了一种基于直达波到达仰角的定位新方法,并分别从测量误差理论和几何精度因子(Geometric Dilution Of Precision,GDOP)两方面分析了定位精度与目标方位的关系. 仿真结果表明,在简化定位模型的情况下,利用该方法的定位结果在一定区域内仍然具有较高的定位精度,根据研究结果有针对性地提供了改善定位精度的工程方案.     

单频网外辐射源雷达定位算法分析

单频网外辐射源雷达存在测量-发射站关联模糊的问题,在进行目标定位时必须考虑测量-发射站关联解模糊问题。基于此,建立了单频网外辐射源雷达系统测量-发射站关联模型,推导了三维TOA定位方法以及估计目标高度的二维TOA定位方法原理,给出了相应算法的GDOP定位精度分析,并通过一个三发单收的外辐射源定位模型仿真验证,分析了不同算法对定位精度以及对测量-发射站关联的影响。结果表明,采用估计目标高度的二维TOA定位方法能够提高单频网外辐射源雷达测量-发射站关联概率。     

宽带外辐射源雷达系统设计与原理实验

外辐射源雷达使用第三方发射的电磁信号进行目标探测和定位,利用一个或多个发射站不同频率的广播照射源进行目标探测可以扩大外辐射源雷达覆盖范围,提高目标检测能力和探测精度。针对外辐射源雷达多频探测的需求,设计了一种高集成度、小型化宽带外辐射源雷达系统。最后基于双频DTMB信号目标探测进行了外场实验,介绍了实验场景以及信号处理流程,给出了初步探测实验结果。外场实验验证了该系统良好的目标探测性能。     

多元外辐射源单站时差定位技术

针对传统单站无法实现时差定位、多站定位布站选址困难的情况,提出了一种利用多元外辐射源实现单站时差定位的方法,并推导了定位算法和详细流程。基于几何精度因子(GDOP)方法分析了不同时差测量精度、基线长度、布站方式对定位精度的影响。利用Monte-Carlo仿真验证了定位算法的有效性,也说明了这种利用多元外辐射源定位新思路的可行性。仿真结果表明,该定位方法在长基线、Y型布站时定位精度最高,相比均采用地面外辐射源定位,利用卫星与地面外辐射源结合的方式可以使三维定位精度提高10倍以上。     

DTMB外辐射源雷达纠错算法性能评估

低密度奇偶检验(LDPC)码纠错算法是地面数字多媒体广播(DTMB)外辐射源雷达参考信号重构的关键技术之一。LDPC码纠错算法可以改善噪声带来的数据误码,但是计算复杂度高。结合图形处理器(GPU)运算能力强的优点,本文提出了基于硬判决、混合判决、软判决的3类适用于GPU处理的LDPC码纠错并行算法,并对比了3类算法的复杂度、纠错性能以及对雷达信号处理的影响;最后,给出了GPU并行实现方案,对比了算法的实时化效果。仿真与实测结果论证了相较于其他算法,软判决并行算法具有优越的纠错性能和实效性。     

采用DIRECT算法的外辐射源雷达高效直接定位方法

针对直接定位目标函数为非凸函数,传统凸优化方法难以获得全局最优解,而常用网格遍历搜索方法运算量大的问题,提出采用DIRECT (Dividing rectangles)算法进行高效求解的方法。首先建立外辐射源雷达接收信号模型,在此基础上推导最大似然直接定位目标函数,为解决该目标函数非凸难以快速获得全局最优解的问题,将DIRECT算法用于目标位置的快速估计, 并理论分析其计算复杂度。数值仿真表明新方法计算速度快且定位精度高,相比网格遍历法,计算时间降低2个数量级,相比遗传算法降低1个数量级。      

移动平台外辐射源雷达实验研究

利用新近研制的超高频频段多通道外辐射源雷达系统,在国内率先开展基于数字电视信号的移动平台外辐射源雷达实验研究.首先建立了单频网结构下移动平台接收信号模型.接着详细论述了利用扩展相消批处理算法与空时自适应处理联合抑制直达波和地杂波的方法.最后重点介绍了实验开展情况,包括系统配置、典型结果与分析.仿真和实测数据的处理结果证明了模型的正确性和所用方法抑制杂波的优越性,为该探测技术的发展提供了理论和实验基础.     

多调频广播外辐射源雷达目标探测实验研究

该文针对单调频广播外辐射源雷达面临的带宽时变及RCS闪烁等问题,研究了多调频信号联合探测的实验方案,并利用武汉大学研制的多调频外辐射源雷达系统开展了外场实验验证。首先,阐述了多调频广播外辐射源雷达的工作原理。然后,分析了多调频广播信号特性,论证了利用多调频信号联合探测的必要性和优越性。最后,重点展示了实测数据的处理结果。研究表明：多调频探测方案能大幅提高目标检测概率,提升调频外辐射源雷达探测稳健性,外场实验验证了该方案的可行性。     

多频外辐射源雷达无人机探测实验研究

外辐射源雷达作为一种新兴的无人机监视手段近年来得到了广泛关注。常规的单频外辐射源雷达容易受无人机飞行姿态、观测角度等因素影响,在探测稳定性和跟踪连续性上表现不足。多频探测对缓解目标RCS起伏,提高雷达探测性能具有重要的意义,是外辐射源雷达的发展方向之一。本文从目标散射特性的角度论述了多频探测的重要性,首先分析并仿真了照射源频率对无人机RCS的影响,然后提出了针对数字电视外辐射源雷达无人机探测的多频检测方法。仿真与实测结果表明,使用不同频率照射源探测时无人机的RCS和信噪比有明显差异,多频联合处理能使目标信噪比更加平稳。研究成果为外辐射源雷达向多频融合发展提供了参考依据。     

天波超视距雷达电离层相位污染时频校正方法综合性能评估

电离层相位污染严重制约天波超视距雷达对低可探测慢速舰船目标的检测性能,时频校正法成为目标检测的重要手段,对其进行分类并选取6种典型方法进行了去污染的综合性能评估。首先分析了性能比较的影响因素,然后从去污染的有效性、鲁棒性和运算量等几个方面进行了校正方法的综合比较。为电离层相位污染校正算法库的丰富和实际工程应用提供参考。     

基于PON网络的安全量子VPN方案

该文提出了一个新的无源光网络PON组成模型。利用该模型设计了一个具有身份认证功能的高效量子密钥分配方案,以满足无源光网络中光线路终端对光网络单元的身份认证和两者间的相互量子密钥分配,以及实现光虚拟专用网内部光网络单元间的量子密钥分配。安全性分析和实验方案表明了该协议的绝对安全性和可行性。将共享密钥作为通信双方的会话密钥,对内部传输数据进行加密,最终实现量子虚拟专用网。     

基于欧拉四面体的下降轨雷达图像定位方法

导弹在末制导阶段因惯导误差导致弹体实际位置和惯导指示位置存在较大偏差,影响导引头对目标的准确定位,无法满足精确打击的应用需求。由于弹载合成孔径雷达在导弹俯冲下降段特殊的成像几何构型,目标点对应斜视角所在的平面与成像平面异面,因而传统的基于多普勒测角的定位方法已不再适用。该文利用图像匹配获取的高精度地面点相对位置信息和雷达到各目标点的高精度斜距信息,通过构建欧拉四面体几何模型,以场景数字高程作为先验信息筛选参考点,解算出以目标点为原点构建的北天东坐标系下的弹体实际位置,从而为弹体修偏提供准确信息。仿真实验验证了该定位方法能很好地满足导弹末制导阶段的目标定位需求。     

单双基地复合高频地波雷达网定位精度分析

单基地高频地波雷达易受到电子干扰、隐身武器等威胁,建立单双基地复合高频地波雷达网是解决这一问题最易工程实现的途径。该文首次以单双基地复合高频雷达网为背景,针对高频地波雷达沿海面绕射的特点采用曲面定位分析推导和仿真系统的探测精度,给出定位精度曲线,并得到单双基地复合高频地波雷达网各测量子集在不同探测区域的精度分布,为高频雷达组网的探测、跟踪及融合提供理论基础。     

无源光网络标准发展及关键技术研究

无源光网络(Passive Optical Network,PON)作为当今接入网的主要技术解决方案,具有带宽使用效率高、传输距离远、抗干扰能力强等特点.通过研究PON技术的发展动态,本文首先归纳了各种PON技术的产生背景和应用特点,整理出各技术间的连接关系及主要标准;其次介绍了PON技术的帧结构,并对带宽、波长、传输模式等PON技术的主要参数进行了汇总;然后将国内外研究热点进行划分,围绕媒体访问控制协议、帧结构、动态带宽分配算法、节能机制等关键技术,阐述了其研究现状及在PON中的重要作用;最后对PON技术的发展趋势进行了展望.     

基于注意循环神经网络模型的雷达高分辨率距离像目标识别

针对雷达高分辨率距离像(HRRP)数据的识别问题,该文利用HRRP生成的时序特性,提出一种基于循环神经网络的注意模型。该模型利用具有记忆功能的循环神经网络对时域数据进行编码,并根据HRRP中不同距离单元所映射的隐层对目标识别的重要性,自适应地赋予隐层不同的权值系数,并根据隐层特征编码特征进行HRRP目标识别。该模型利用了隐藏在HRRP数据内部的目标结构信息,提高了特征的区分度。实测数据的实验结果表明,该方法可以有效地进行识别,在样本存在一定余度数据和样本偏移的情况下,都能准确地找出目标支撑区域。     

ONU buffer reduction for power efficiency in Passive Optical Networks

Power efficiency will be one of the primary factors dictating the choice of future network deployments. Passive Optical Networks (PONs) in general consume less power and are well positioned to be the technology of choice for future access networks. In a PON, the Optical Network Units (ONUs), that provide the interface between the end user and the Optical Line Terminal (OLT), consume a substantial amount of power. Typically, 2 MB or more buffer capacity is used in an ONU for holding upstream packets. This consumes around 1.29 W of leakage power when idle. In the current work, we show the relationship between buffer capacity and leakage power consumption. This motivated us to propose buffer reduction as a strategy to reduce power consumption of an ONU. We propose three schemes viz. Zero Buffers (ZBs), Node Proportional Buffers (NBs) and Rate Proportional Buffers (RBs). They impose aggressive buffer capacity restrictions on the ONU to reduce power consumption. Having said that, these schemes cannot be realized without modifications to the basic network operation. We propose mechanisms required to support the buffer reduction schemes. Through simulations we explore the relationship between power consumption and network performance. We also present the comparison of the proposed schemes in terms of network performance with different network loads. Simulation results indicate that despite buffer size reduction, an acceptable level of application level performance can be achieved. We show that buffer reduction as a strategy is viable and can cut down more than 90% of leakage power consumed by packet buffers at the ONU.     

Systematic Multi-Frequency Positioning Algorithms and Performance Analysis for GNSS Receivers

The known multi-frequency positioning algorithms neglected the correlations of the measurement errors and were lack of performance analysis. This paper introduces systematic dual-frequency and triple-frequency positioning algorithms, concerning the correlations of the multi-frequency signals, and defines multi-frequency dilution of precision parameters to compare the positioning accuracies. The variance of the multipath error and receiver measurement error is the key factor for multi- frequency positioning accuracy. Under normal conditions, dual-frequency accuracy is worse than single-frequency accuracy with the variance larger than 3.18m^2, and triple- frequency accuracy is worse than single-frequency accuracy with the variance larger than 4.56m^2. Multi-frequency GNSS receivers should be designed and used to reduce multipath effect as much as possible.     

基于压缩感知的外辐射源雷达分数阶杂波估计

参考信号信杂比(SCR)是评估外辐射源雷达积累增益损失的重要参数。利用数字电视地面广播(DTTB)辐射源中的PN序列进行信杂比估计时,将出现接收信号相对于本地帧头的分数阶时延问题,导致信杂比估计出现严重偏差。针对该问题,该文利用信号在时延维的稀疏性,提出基于压缩感知的信杂比估计算法。仿真结果表明,该算法对不同强弱的信号都能得到精确的时延和强度估计,从而保证了信杂比估计的准确性。实测数据处理结果表明,实测数据的参考信号信杂比较高,积累损失较小,约为0.5 dB;信杂比与基线距离有关,基线越长信杂比越低,积累损失越大。     

雷达被动探测定位的可观测性

根据使用信息的不同，本文把雷达被动观测分成方位、到达时、多卜勒、方位和到达时间、方位和多卜勒几种类型，建立了统一的观测模型，分析了种类系统的可观测性。通过可观测度比较，还提示了到达时间差和多卜勒观测在系统中具有的拟等价关系。