基于APD的“猫眼”目标主动探测系统信噪比分析

信噪比是表征激光主动探测系统性能的重要指标,通过分析雪崩光电二极管(APD)的噪声来源和离焦“猫眼”目标回波功率,建立了APD探测器的信噪比模型,分析了离焦量、目标距离、激光发散角对APD探测器信噪比的影响,并进行了数值模拟分析,结果表明:离焦量的增大会引起“猫眼”目标回波功率变小,进而使APD探测器信噪比减小;“猫眼...     

影响激光主动探测效能的机理研究

利用猫眼效应可对光电装备进行主动探测。面对环境的复杂性,寻求提高主动探测效能的方法尤为重要。建立猫眼效应分析模型,分析影响猫眼效应回波效能的作用机理,利用入射角,离焦量等参数推导出回波能量平均照度表达式,分析制约主动探测能力的因素从而寻求提高探测概率的方法,并利用FRED进行仿真。研究表明：离焦量产生回波发散角降低回波能量;微量的入射角在不改变有效通光口径的同时可以降低回波发散角;利用探测激光波长和发散角可以弥补猫眼系统固有的离焦量从而提高探测能力;仿真结果证实了这个结论。     

激光主动侦测系统探测能力分析

激光主动侦测系统可实现远距离猫眼目标的成像探测与识别,探测能力分析是系统设计的前提和基础.为了评估激光主动侦测系统对猫眼目标的探测能力,以激光回波功率为基础,建立了系统信噪比的数学物理模型.分析了影响探测能力的因素,数值模拟了信噪比与接收光学镜头直径、发射激光峰值功率、激光束散角以及等效反射面离焦量的定量关系.结果表明,在一定作用距离范围内,散粒噪声、背景噪声与暗电流噪声、热噪声相差至少2个数量级,系统噪声主要来源于散粒噪声及背景噪声;提高系统探测能力最为有效的方法是选用激光束散角小的光源.这一结果可用于指导激光主动侦测系统的设计.     

激光主动探测影响因素分析

激光主动探测系统的探测效果受到众多因素的影响.针对激光主动探测的应用需求,分析了激光主动探测效果的影响因素,建立了猫眼目标发现距离的数学模型,分析了探测系统参数和环境参数对发现距离的影响,仿真研究了探测性能的制约因素.研究结果表明,激光主动探测的发现距离受到激光发散角、入射角以及大气能见度等因素的影响.对于给定的探测范围,较小的激光发散角、较小的入射角度可以增大猫眼目标的发现距离.因此,针对特定的应用环境,需要选取合适的激光探测系统参数来达到最优的探测效果.     

红外成像系统作用距离的估算

在红外成像系统中,任何虚假和不需要的信号统称为噪声。噪声的存在干扰了有用信号的探测,减少了系统的作用距离。从信号和噪声和统计特性出发。文中详细推导了虚警概率与门限信噪比、探测概率与信噪比的关系,基于此推导了红外成像系统对点源目标的作用距离公式。对面源目标,重新确定了温差的概念,综合考虑目标的面形尺寸、观察等级和探测概率的要求,以MRTD为基准计算作用距离。编制了相应的软件,可以快速计算出不同探测概率下的作用距离。最后给出了计算实例。     

“猫眼”目标探测距离方程

利用矩阵光学方法对探测过程进行了建模,对探测距离方程进行了推广,使方程适用于猫眼光学系统离焦、探测光束斜入射的一般情况,通过室外探测实验对探测距离方程进行了验证。理论分析和数值计算表明:回波方向相对于入射光方向存在微小的回波方向偏差角,但相同条件下回波发散角要远大于回波方向偏差角,使回波足以形成对探测系统的覆盖;在相同的探测参数条件下,回波功率只与猫眼光学系统焦距和离焦量有关,而与探测光束入射角、猫眼光学系统接收孔径无关。     

基于APD阵列三维成像激光雷达信噪比分析

基于雪崩光电二极管APD阵列的三维成像激光雷达采用激光单脉冲直接获取三维图像。为了仿真评估系统的性能,主要分析了APD阵列增益对系统信噪比和探测概率的影响,APD阵列的阈值电压对系统探测概率的影响。仿真结果表明,当选取合适的APD阵列增益时,系统的信噪比和探测概率可以达到最大值;APD阵列阈值电压的增大会降低系统的探测概率,并且对系统的探测概率影响很大。     

离焦量对“猫眼效应”反射特性的影响

为了研究目标光学系统在焦平面反射元件离焦情况下的"猫眼效应"反射特性,采用ZEMAX光学设计及分析软件对"猫眼"目标进行建模和仿真,得出了入射激光通过"猫眼"目标后的能量通过率、后向反射激光束的发散角、远场光斑及其能量分布情况等特性,以及正负离焦量对反射特性影响的区别,并且得出在离焦情况下能够产生"猫眼效应"后向反射光所必需的入射激光束的入射角范围.结果表明,离焦量对"猫眼效应"后向反射光特性有决定性的影响,尤其是对远场光强影响较为显著,这为激光主动探测体制的探测能力分析提供了可靠性依据.     

入射角对"猫眼"目标特性的影响

激光雷达截面(LRCS)能够综合表征目标激光散射特性,在激光主动探测系统论证设计、探测性能估算中有广泛的应用.从LRCS定义出发,建立了正入射与斜入射条件下离焦"猫眼"目标的LRCS模型,得到了正入射与斜入射条件下离焦"猫眼"目标的探测距离计算公式,讨论了目标LRCS及主动探测距离随入射角和离焦量变化的规律,对入射角和...     

激光测距中APD阵列探测信噪比分析

APD阵列可提高光子探测效率,然而在回波探测概率提高的同时提高噪声探测概率,因此需合理选择阵列单元数以提高探测信噪比。根据回波和噪声在距离门内的分布情况,结合光子探测概率,建立了盖革模式下APD阵列探测信噪比随阵列单元数的变化模型。讨论了回波光子数、背景噪声强度、回波在门控内位置、占空比等因素对探测信噪比的影响。分析结果表明,提高回波光子数、探测器占空比、轨道预报精度有助于增加APD阵列的探测信噪比;4元APD阵列适用于回波光子数小于0.1、门控内噪声光子数小于1的观测情况,而回波和噪声强度较强时,25元APD阵列能够取得相对较优的探测信噪比。建立的APD阵列探测信噪比模型有助于快速选择APD阵列单元数以达到较高探测信噪比。     

特征检测与异常检测相结合的入侵检测模型

介绍了入侵检测技术的基本概念,讨论了几种常见的入侵检测技术,提出特征检测和入侵检测相结合的一种检测技术,建立了模型并分析了实验结果,发现其检测性能更好。     

综合多级别检测的林地变化检测方法

为了提高植被变化检测精度和获取植被变化类型信息,在综合利用像素级变化检测、特征级变化检测和分类后变化检测的基础上,提出了一种由粗到精并准确获取变化信息的植被变化检测方法。文中选取2002 年和2007 年的QuickBird多光谱图像作为试验对象,使用像素级变化检测处理多时相遥感数据,确定出包含植被变化的候选区域;然后,使用特征级变化检测确定出变化区域;最后,结合分类后变化检测获取变化信息的位置和类型。通过对两时相遥感数据进行变化检测试验,并与各单独检测方法对比,验证新方法的有效性。结果表明:该方法在提高了变化检测精度的同时能够提供变化地物信息,可以有效地应用于植被变化信息的检测。     

网络入侵检测技术研究

对入侵检测作较全面的综述性介绍，首先从入侵、入侵检测的概念出发，接着介绍入侵检测的分类和入侵检测系统的模型，最入对入侵检测的各种方法进行简要分析。     

入侵检测技术趋势

描述了遗传算法．统计模型、神经网络、人工免疫系统等入侵检测技术趋势，并指出入侵检测系统的不足。将防火墙、密罐和漏洞扫描与入侵检测系统相结合，以进一步提高入侵检测系统的性能     

多元相关探测的改进与分析

为了降低虚警概率,激光警戒接收机大多采用多元相关探测技术．通过对多元相关探测的数学分析发现：尽管相关探测技术能降低接收机虚警概率,但它也降低了探测概率．基于同类传感器的数据融合理论,提出了多元相关探测的改进方法——在激光告警器的相关探测器中应用“Kout of N”规则．计算表明：该方法既能有效地降低告警设备的虚警概率,又能提高探测概率．     

多角度偏振探测技术

介绍了偏振遥感技术的用途以及国内外发展情况。详细论述了国内第一台空间多角度偏振探测仪器——天宫二号多角度偏振探测仪的技术方案、偏振定标试验、航空飞行试验和在轨飞行试验,并给出了评价结论。     

分布式入侵检测系统研究

入侵检测是收集计算机系统、网络中的多关键点信息,通过对这些信息的分析,从中发现系统或网络中存在的被攻击迹象以及违反安全策略的行为。基于此,提出了一种基于Agent技术的DIDS系统结构模型,以有效地解决对入侵检测系统中网络流量不断增大而造成的数据包丢失问题。该系统可依据网络流量的大小动态调整系统中的检测Agent数量,既不过多消耗系统资源又从而分担了网络流量。     

主动红外探测式视觉生命探测系统

针对地震后救援现场光照度低、温度变化复杂等特点,设计一款视觉生命探测系统,该系统主要由图像采集、图像传输、图像处理及显示、系统控制四模块构成。当救援现场光照度≥1.0 lx时,系统对救援现场进行可见光图像采集;当救援现场光照度<1.0 lx时,采用红外主动探测方式,即系统近红外光源打开,CCD接收救援现场反射的近红外光并将其转化为图像信号。同时,为提高救援现场环境成像的信噪比,系统中图像处理模块对采集的图像进行相应处理。该系统可实现低照度下震后救援现场的高清晰成像要求,为救援人员制定高效可行的救援方案提供决策依据。     

故障信号的分析与检测方法

讨论了小波变换及其基本性质,探讨了基于小波变换模最大值沿尺度演变的信号突变检测的基本原理与方法。在不同尺度上分析和处理信号的各种频率成分,使信号的奇点、突变点被放大,成为诊断故障信号的手段。     

基于能量检测的GNSS干扰检测技术研究

针对卫星导航系统需要对复杂电磁环境存在的干扰进行监测的问题,把能量检测算法引入到卫星导航系统干扰检测中,分析了能量检测算法中检测概率与虚警概率之间的关系,并推导出数学表达式,为能量检测器的设计提供临界性能参考。仿真结果表明:在高斯白噪声条件下,能量检测算法对各类型的干扰均具有较好的检测性能。在缺乏先验条件的干扰检测领域具有良好的应用前景。