方位多通道SAR的通道间误差影响分析

方位多通道合成孔径雷达(SAR)通过多通道接收采样与方位频谱重构,突破了模糊设计约束,具备同时大幅宽和高分辨率的能力.然而,雷达系统多路接收通道间幅相不一致性和卫星姿态的不稳定等因素均造成通道间误差,造成SAR成像质量的下降.将基于通道误差对方位多通道SAR成像质量的影响展开,首先分析了存在通道误差时的多通道SAR信号模型,并给出存在通道误差时的通道误差补偿流程和频谱重构方法;根据给出的信号误差模型和频谱重构算法,结合仿真数据详细对比分析了不同通道误差对SAR成像性能的影响,相关分析结果用于指导方位多通道SAR系统通道系统设计.     

一种改进的组合实时自聚焦算法

在高分辨率SAR中,方位向运动误差给成像带来的影响越来越大,传统的相位梯度自聚焦(PGA)方法能够估计出运动误差,但其需要多次迭代计算,计算量大,不适合用于实时成像。为了满足高分辨率SAR实时成像的需求,提出了一种改进的组合实时PGA方法。这种方法将改进的频移相关算法(ISAC)算法、 PGA算法与RD成像算法结合运用,不仅使计算量大大减少,而且通过在频移相关算法中加入适量的迭代运算,降低了对运动初始参数的精度要求,取得了较好的成像效果。理论分析和实际数据处理证明了这种方法的有效性。     

基于系统噪声抑制的ScanSAR辐射校正方法

SAR回波数据中难免会存在系统噪声,传统的成像处理和辐射校正均不考虑系统噪声的影响,这会影响SAR图像的辐射质量。特别是对ScanSAR而言,在对扇贝效应进行去除时,在低信噪比区域,如果不考虑系统噪声,会使得校正后存在很大的残余误差,不仅影响图像可视化效果,同时导致辐射精度的下降。定量分析了系统噪声在辐射校正中的影响,介绍了系统噪声的抑制方法和噪声估计手段,在此基础上提出了基于系统噪声抑制的ScanSAR方位向辐射校正整体方案。算法在幅度图像上对系统噪声进行了抑制,并在图像域进行了方向图补偿。经实验验证,确实提高了ScanSAR扇贝效应的校正结果,提升了图像质量。     

一种基于一维噪声子空间的幅相误差自校正方法

以MUSIC、数字波束形成为代表的一类阵列信号处理方法,在存在阵列和通道幅相误差时,性能急剧下降。本文在介绍Friedlander经典自校正算法基础上,指出了该算法的不足,并提出了基于一维噪声子空间的自校正算法,还给出了算法详细实现步骤,该算法能在估计DOA方向同时进行阵列幅相误差校正。MATLAB和DSP仿真结果表明新算法性能良好。     

基于模糊卡尔曼滤波算法的动力电池SOC估计

为了改善传统卡尔曼滤波算法估计SOC时量测噪声的影响,提出了将传统卡尔曼滤波算法与模糊控制相结合的动力电池SOC的自适应估计方法。通过实时监控量测噪声实际方差与理论方差之间的差值,实现对量测噪声协方差矩阵的实时在线调整,提高算法在实际应用中的鲁棒性。通过基于联邦城市行驶工况(FUDS)验证混合算法的有效性。结果表明,基于模糊卡尔曼滤波算法的SOC估计最大误差仅为0.21%,高于传统卡尔曼滤波估计精度最大误差0.53%。仿真结果表明,该方法可以有效解决传统卡尔曼滤波算法估计不准和累计误差的问题。     

基于卡尔曼滤波的高精度弹道滤波算法研究

在弹道轨迹估计中,卡尔曼滤波算法是一种普遍使用的算法,常规卡尔曼滤波算法适用于线性离散系统.对于非线性离散系统模型,为了提高滤波的精度,减小系统模型误差以及未知的量测噪声和过程噪声统计特性对滤波精度的影响,提出了一种带有噪声统计估计器的拟线性最优平滑滤波算法.将该算法应用到弹道系统模型中,对弹道轨迹进行滤波估计.通过计算机建模仿真改进的算法和传统的拟线性最优平滑滤波算法,得到的实验结果表明,改进后的算法可以减小由于系统模型不精确带来的误差,很大程度上提高了弹道轨迹滤波估计的精度.     

观测模型误差不确定的锂电池SOC估计方法

建立的锂电池非线性系统中存在不确定的观测模型误差时,会影响滤波器估计的精度和稳定性,严重时还会导致估计结果发散。针对这一问题,基于变分贝叶斯自适应滤波方法,提出了一种鲁棒UKF算法。该算法构建虚拟观测噪声用来补偿观测模型误差,并采用逆Wishart分布对虚拟观测噪声协方差建模。在变分迭代过程中,实现对系统状态和虚拟观测噪声协方差的联合后验概率估计,使估计结果自适应地逼近到真实分布。利用无迹卡尔曼滤波对系统状态进行更新。结合锰酸钾锂电池非线性模型进行仿真实验表明,该算法估计锂电池荷电状态具有很好的精度、跟踪速度以及鲁棒性。     

用于电压闪变包络跟踪的改进RLS算法

电压闪变是严重的电能质量问题之一,本文提出采用基于可变遗忘因子的高阶累积量递推最小二乘(RLS)算法跟踪电压闪变包络。基于高阶累积量的误差准则取代传统的基于二阶统计量的误差准则,使算法不受任何高斯噪声的影响;可变遗忘因子的应用,使得算法能够快速跟踪包络的变化,又能在稳态情况下具有较好的收敛性能。Matlab仿真分析结果表明,在高斯噪声污染存在的情况下,本文算法相比传统RLS算法具有更高的估计精度,能够在噪声中准确地检测出电压闪变包络。     

基于CSI-ISAR的非合作目标成像技术

合成孔径雷达（SAR）针对静止目标成像,依靠雷达平台的运动形成较长的合成孔径,达到方位高分辨。而在地面静止场景中,必然会存在运动目标,其运动参数的未知使得目标在SAR图像上难以聚焦成像。另一方面,逆合成孔径雷达（ISAR）技术在雷达平台静止条件下,依靠目标运动形成长合成孔径后聚焦成像。本文将结合多通道合成孔径雷达-地面动目标指标（SAR-GMTI）技术,提出了基于杂波抑制干涉（CSI）和ISAR相结合的非合作动目标聚焦成像。成像过程中,利用多通道图像信息,动目标在CSI处理后被检测到,针对动目标的能量范围进行ISAR处理,实现该区域内动目标的聚焦成像。最后仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于SVA的斜视SAR图像旁瓣抑制算法

针对已有的空变切趾滤波(SVA)算法不能有效抑制斜视合成孔径雷达(SAR)图像旁瓣的问题,提出一种基于斜视谱矫正的斜视SVA算法,提高了SVA算法对斜视SAR图像的旁瓣抑制效果.首先分析了斜视SAR图像的频域支撑形状,给出SVA算法对于斜视SAR图像旁瓣抑制效果不良的原因;然后提出了斜视SVA算法,该算法通过斜视SAR图像的频谱矫正,将方位向旁瓣矫正到与雷达运动方向平行的轴向上,分别对距离向和方位向旁瓣进行SVA处理,得到旁瓣抑制之后的结果;最后通过仿真数据处理结果的验证了斜视SVA算法的有效性.     

基于正则总体最小二乘的SAR系统运动误差估计方法

机载合成孔径雷达（SAR）平台在飞行过程中的航迹误差导致实际成像结果的分辨率下降,利用雷达回波数据提取运动误差是运动补偿的重要手段。通过对运动误差提取算法的研究,提出了一种基于正则总体最小二乘的估计方法。该方法综合考虑了各距离门相位估计误差的异方差性、空变误差模型的系数误差以及模型自身存在的病态性几方面因素,在运动误差估计过程中结合误差加权、正则总体最小二乘处理思路消除偏差异方差性,减小系数误差和病态的影响,并在正则处理过程中引入L‐曲线法实现正则参数的自动选取。实验结果验证了该方法对运动误差估计的准确性和有效性。     

基于GPU的机载高分SAR运动补偿和自聚焦

对于高分辨率宽测绘带机载SAR,载机平台运动误差导致的相位误差具有严重的距离向空变性,因此在距离向采用了分段相位梯度自聚焦(PGA)算法来提高聚焦性能。然而传统的基于CPU的处理平台已经不能完全满足大量回波数据和复杂算法的快速处理。论文中针对机载高分SAR,提出适用于机载高分SAR的改进的距离向空变PGA算法。基于CPU+GPU的协同架构,改进的自聚焦算法和惯导运动补偿都得到了最大的并行优化。实验结果显示,该改进方法在并行平台上能够达到48倍的加速比的提升。     

An adaptive digital filter for noise attenuation in sampled control systems

A recursive smoothing filter employing a bank of fading‐memory polynomial sub‐filters is presented. Variance estimates are used to mix the outputs of the sub‐filters, imparting variable gain and phase characteristics that permit it to automatically adapt to signal parameter changes. The proposed adaptive technique does not involve the estimation of plant parameters; therefore, it may be used in both open‐loop and closed‐loop configurations. In open‐loop estimation problems, variable gain/bandwidth allows it to reduce the impact of random errors caused by sensor noise and the impact of bias errors caused by model mismatch during ‘maneuvers’. In feedback control problems, variable phase/delay allows it to act as a lag filter for an improved steady‐state response (i.e. greater noise attenuation) and act as a lead filter, or a proportional‐derivative controller, for an improved transient response (i.e. increased closed‐loop damping) for input discontinuities. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

改进谱减法结合神经网络的语音增强研究

背景噪声是通信系统噪声干扰的来源之一,语音增强可以降低乃至消除噪声干扰,进而提高语音的可懂度.为了减小复杂噪声环境下谱减法引发的音乐噪声,采取正交的多窗谱估计对语音功率谱平滑处理,有效的减小了信息丢失和估计波动.利用自适应谱减系数调整谱增益和谱下限来控制残留噪声,利用优化的IMCRA算法对噪声及时更新来判决语音段和静音段,同时借助特性良好的BP神经网络方法进行训练,语音和噪声谱通过谱减后,波形重构获取增强的语音信号.仿真结果表明语音降噪效果好、可懂度高.     

地形数据误差对宽波束SAR运动补偿的影响

随着合成孔径雷达(SAR)技术的发展,各种应用如重轨干涉、差分干涉等,对雷达图像的要求也在变高.在机载SAR系统中,随着波束角变宽,传统的基于平地假设的运动补偿算法,已经无法再满足应用需求,需要使用外部DEM才能得到好的补偿效果.本文主要研究外部DEM精度对宽波束SAR运动补偿的影响,分析了不同高程误差条件下,由运动误...     

异步电机定子磁链观测方法的改进研究

针对传统直接转矩控制电压模型定子磁链观测器存在的直流偏移和初始值偏差问题,在传统改进算法的基础上,通过交换低通滤波环节与补偿环节的相对位置,提出了一种新型磁链观测器.理论分析和仿真结果表明,新算法能够消除低通滤波器磁链动态观测误差,在有效抑制饱和与直流漂移的同时,完全补偿相位和幅值误差,提高了磁链观测精度.     

SAR成像阴影边缘散焦误差分析

SAR图像阴影散焦误差分析是研究阴影再聚焦和提取目标阴影信息的理论基础。从阴影形成机理出发,以距离多普勒算法以例,推导阴影边缘二次距离压缩和方位压缩的二次相位误差表达式,建立了散焦误差与成像参数的关系模型。研究表明,方位压缩和二次距离压缩分别是影响阴影边缘散焦的第一环节和第二环节,其散焦误差与雷达频率、分辨率、目标高度有关。当X波段、Ku波段雷达的分辨率劣于0.07m时,方位压缩的阴影边缘散焦误差将达到总误差的99.0%以上,只需进行方位向再聚焦;当Ku波段雷达的分辨率优于0.04m时,则需要同时优化方位压缩和二次距离压缩环节。     

一种基于迭代抑制谱泄漏的改进相位差算法

由于非同步采样所带来的频谱泄漏效应是影响相位差算法电参量测量精度的主要原因,利用高阶窗的旁瓣特性可抑制频谱泄漏,但二次谐波幅值的估计精度仍难以显著提升,并且由于高阶窗所带来频率分辨率损失的原因,通常需要增加待测信号的采样窗长,不利于频率波动和实时性要求较高的场合实现高精度测量。为此,提出一种加sine窗函数的改进型相位差算法,利用峰值谱线间相位差估计出的相对频偏,计算出除被测谐波分量之外的其他分量的长程谱泄漏对峰值谱线的干扰之和并将其减去后,重新利用其峰值谱线间的相位差计算相对频偏,循环迭代估计。基于该方法,与现有加窗相位差算法分别在无噪声、有噪声以及频率波动环境下进行仿真比较。实验结果表明,该方法迭代矫正计算4次即可,能有效抑制频谱泄露效应,减小估计偏差,提高电网电参量测量精度和实时性,能够满足电网测量需要。     

基于直达波和熵的一站固定式双基成像算法

一站固定式双基合成孔径雷达（BiSAR）相比于传统的单基SAR有其独特的优势,但是由于收发平台分置,在实际的双基系统中,通常会在接收到的信号中引入同步误差。此外,不精确的参数如移动端的位置,会使得传统的同步算法和成像算法效果降低。为了解决上述问题,提出了一种基于图像最小熵原则和直达波直接对未同步的原始回波进行成像处理的算法。该算法将同步过程和成像过程结合,避免了传统同步算法的复杂数学分析建模,并精确计算了移动端的位置,从而提高了成像质量。首先利用直达波信号去除同步误差,其次对直达波信号进行峰值相位提取,计算收发端的最近距离,搜索一致压缩后的图像进行最优熵对应的值,进而完成直达波的补偿和精确的移动端位置,完成图像的聚焦。