空间碎片漫反射激光测距试验

空间碎片的存在严重影响了在轨航天器的安全,国际上很多国家开展了空间碎片探测技术的研究,利用漫反射激光测距技术对空间碎片进行探测是一个新的发展趋势。根据空间碎片漫反射激光测距的特点以及国内外漫反射激光测距技术的发展趋势和现状,研究了云南天文台的空间碎片漫反射激光测距系统。分析了云南天文台进行空间碎片漫反射激光测距探测成功的概率以及该技术所需要具备的系统组成和关键技术,并通过空间碎片漫反射激光测距实测试验方法验证了该技术的可行性。实测数据结果表明空间碎片漫反射激光测距精度为50~250 cm。     

利用互相关和Hough变换快速检测探地雷达目标

考虑到探地雷达目标检测效率低的问题,该文基于目标回波能量空间分布的三参数双曲线模型,提出了一种快速的地下目标检测算法.算法首先利用相邻1维回波的相关性提取回波双曲线,再能量加权拟合曲线以估计出回波模型的两个参数,最后通过1维Hough变换来完成目标检测与定位.实测数据实验结果表明该文算法在不降低目标检测性能和定位精度的同时,计算时间只有传统基于Hough变换检测算法的1.5%左右,计算量的理论分析证明了该文算法在计算效率上的优势.     

基于随机Hough变换的圆检测改进算法

介绍了一种基于随机Hough变换的圆检测的改进算法。本文解决了随机Hough变换检测圆中参数单元无效累积的问题，首先构造边缘点集的数据空间，采用搜索的方法将各连续曲线的边缘点顺序存储。然后从中选取最小点集，利用圆的性质求得圆参数，该算法计算量较小，并且避免了解方程组运算带来的误差。     

53 cm双筒望远镜高重频空间碎片激光测距系统

空间碎片的存在对在轨运行航天器的安全构成严重的威胁,同时空间碎片的不断产生对有限的轨道资源也将构成严重威胁。采用激光测距技术可实现空间碎片的实时高精度定轨,从而可有效规避其对航天器的撞击。为了开展高精度小尺寸空间碎片激光测距,研制了可快速平稳跟踪400 km以上空间目标的53 cm双筒望远镜,然后结合低功率高重频亚纳秒激光器和单光子探测技术,在该望远镜上研究和实现了空间碎片激光测距技术。结合激光测距方程,分析研究系统的空间碎片探测能力,当碎片距离为1 000 km时,能探测到回波光子的碎片最小尺寸约为478.5 cm。实际观测表明:该激光测距系统具有探测米级空间碎片（约1 000 km远）的能力。     

空间碎片激光测距应用研究

空间碎片的存在使空间环境日益恶化,已影响到空间活动的安全。国际上很多国家开展了空间碎片探测技术的研究,空间碎片激光测距技术成为一种新的探测手段。首先,概述了国内外空间碎片激光测距技术的发展趋势和现状。其次,在成功获得空间碎片激光测距回波的基础上,研究了激光测距数据联合测角数据单站定轨的方法,仿真计算结果表明,该方法的定轨精度优于单纯光学测角数据定轨的精度。最后,提出一种利用空间碎片激光测距误差来初步测定空间碎片尺度的方法,并分别通过地面靶激光测距实验和空间碎片激光测距实验验证了该方法的可行性,为空间碎片尺度测定提供了一种参考依据。     

基于Hough变换的天基激光测距轨迹提取算法

天基目标测量具有全天时、不受大气干扰等优点.但与地面人卫测距相比,天基待测目标运动速度快且缺乏距离预报等先验信息,导致传统测距方法无法有效提取目标距离轨迹.为此,文章提出了一种基于Hough变换的激光测距距离轨迹提取算法,利用目标回波点之间的线性相关性将直线检测算法引入回波轨迹的提取,具有适应天基探测特性、抗噪声能力强等特点.实 验结果表明,使用该方法提取的目标距离轨迹均方根误差优于2.72 m.上述方法可以准确地提取高速移动目标的距离轨迹,为后续空间非合作目标的距离轨迹提取提供了新的途径.     

阵列探测技术在激光测距中的应用

高精度的空间碎片观测数据对航天器碰撞预警具有重要意义,激光测距技术是目前空间目标距离测量中精度最高的一种技术,但大多数空间碎片上并未携带角反射器装置,激光测距回波信号较弱。阵列探测技术可以提高回波信号较弱的空间碎片激光测距探测成功概率,中国科学院云南天文台2015年开始开展基于阵列探测技术的激光测距试验,2017年成功将阵列超导纳米线单光子探测器和多通道事件计时器等阵列探测技术应用于激光测距试验系统中,分别在2017年3月和2018年3月的激光测距试验中,成功采集2×2和4×4阵列激光测距数据。其中探测到最小目标为轨道高度约1 000 km、大小为雷达截面（Radar Cross Section,RCS ） 0.045 m2的空间碎片;探测到最远目标为斜距约5 000 km、大小为RCS 18.25 m2的空间碎片。     

基于MSC-UHT的被动多传感器多目标航迹起始技术

针对传统基于Hough变换的航迹起始方法存在的计算量大及门限和参数选取困难,进而导致算法性能不稳定的问题,提出了一种非量化Hough变换的被动多传感器航迹起始算法,将数据空间中的备选小航迹转换成参数空间中的一个点,巧妙地避开了Hough变换量化一累积～峰值提取的变换流程,进而采用MeanShift聚类方法实现在参数空间中对目标个数的判断和测量的关联。仿真实验表明了该算法的有效性和优越性,具有较高的实际应用价值。     

基于Hough变换的伪码调相信号检测算法

由于伪码调相信号目标多普勒频率的连续展宽特性,在进行弹道测量时,回波目标在时频图中以“直线”形式出现,传统的基于点检测的恒虚警检测算法会产生大量的虚警。鉴于此,根据伪码调相信号目标多普勒频谱特性,提出了一种基于Hough变换直线检测的目标检测方法。该方法在传统的Hough变换基础上进行了优化,根据回波目标的“直线”特性实现目标检测。将两种算法同时对实测数据进行处理,对比结果表明,基于Hough变换的目标检测算法能够准确地分辨目标并提取目标信息。     

Lageos卫星激光测距前沿回波数据提取模型及应用

Lageos卫星是专用地球动力学卫星,其卫星激光测距数据质量的提升对地球动力学研究具有重要意义。基于Lageos卫星激光角反射器分布,推导了不同层级角反射器回波与反射深度的关系,建立了Lageos卫星前沿回波数据提取模型,并将其应用于上海天文台卫星激光测距数据预处理,验证了该提取模型生成标准点的数据质量改善情况:内符合实验结果表明采用前沿数据提取模型生成的标准点距离参考线的标准差由337mm减小为050mm;外符合实验结果表明前沿数据提取模型处理结果经过快速精密定轨后反馈的距离偏差均值由28mm减小为21mm。因此,前沿回波数据提取模型所得标准点数据的稳定性和准确性有一定提升,为获得高质量Lageos卫星激光测距数据提供了一种有效的方法。     

基于HT-MDCFT的高速机动目标运动参数估计

针对低信噪比条件下高速机动目标运动参数估计问题,将Hough变换(HT)和修正离散线性调频傅里叶变换(MDCFT)相结合,提出一种新的雷达信号处理算法(HMDCFT)。该算法首先采用Hough变换,从距离像图像中提取目标运动轨迹特征,校正距离走动并解速度模糊;然后利用MDCFT校正多普勒频率徙动,估计目标运动参数;最后沿估计的目标运动轨迹对回波能量进行相参积累。数值实验表明,该方法具有优越的抗噪声能力和运动参数估计性能。相比于利用距离像间相关性的包络互相关法,其抗噪声能力提升了约17.6 dB;即使雷达回波输入信噪比低至-35 dB,该方法仍可精确估计目标运动参数,充分聚焦目标回波能量。     

地基激光测距系统观测空间碎片及其探测能力研究

空间碎片高精度测量是提升碎片目标精密监测与预警的重要途径。作为空间碎片地基光电探测技术,激光测距具有高精度测量特性。根据空间碎片激光测距特点以及瞄准国际技术发展,研制高性能高功率激光器、突破高效率激光信号探测等,国内首先建立了60 cm口径空间碎片激光测距系统,实现了碎片目标测量距离从500~2 600 km,目标截面积从小于0.5 m2到大于10 m2,具备了空间碎片常规测量能力。根据空间碎片激光测距方程,结合实际激光回波数据,综合考虑空间碎片过境时段等,构建了地基激光测距系统探测仿真模型,研究了60 cm口径空间碎片激光测距系统探测能力,可对距离1 000 km、直径大于50 cm碎片目标进行观测,与实际测量结果相符,验证了仿真模型的合理性,为未来地基激光测距系统高效运行及测量装备建设与探测效能评估奠定了基础。     

一种基于Hough变换的声呐对目标航迹检测算法研究

为提高声呐对目标航迹的检测性能,从单部声呐时间融合的角度出发,提出了一种基于Hough变换的声呐信号检测算法。该算法把航迹上的观测点变换为参数空间的对应曲线,充分利用一段时间内的目标观测数据,在低信噪比下也能从背景噪声中提取目标的航迹特征,提高了声呐的检测概率,且对部分信息和数据的缺失不敏感。仿真试验证明了该算法的有效性。     

用于HRR雷达在非高斯杂波中进行起伏目标检测的基于Hough变换的两种算法之比较

在HRR雷达中,当目标尺寸大于雷达波长和雷达距离分辨单元时,在连续扫描过程中从目标不同散射中心返回的目标回波会产生不同的方向图,使传统杂波抑制方法无效。提出采用Hough变换来解决这个问题。Hough变换是一种在图像中识别曲线的著名变换。比较了两种基于Hough变换的雷达检测算法,一是将数据空间中的点映射到ρ-θ空间中的曲线的传统模式,另一种模式采用斜率-截距参数空间Hough变换。斜率-截距模式的效率通过仿真进行验证。与传统模式相比,Hough变换的斜率-截距模式的性能更好。针对非起伏目标及四种Swerling类目标,研究了在瑞利分布、Weibull分布、对数正态分布和K分布杂波下,Hough变换检测器的斜率-截距模式对HRR雷达信号的检测性能。还研究了目标速度和脉冲数的影响。通过Monte-Carlo仿真对Hough变换检测器的目标检测性能进行了分析。     

一种遥感图像中的道路检测方法

道路是遥感图像的重要特征。提出一种从遥感图像中检测道路目标的方法。首先,进行图像预处理,提取边缘,然后进行图像分块并利用Hough变换进行道路检测。分析了Hough变换的特点,并研究了Hough变换域极值点参数的特点,改进了Hough变换在道路目标检测中的应用。该方法不仅快速地检测机场等严格的线状道路目标,而且对具有一定曲率的道路目标同样有效。     

复杂环境下基于序列Hough变换和逻辑法的航迹起始方法

Hough变换常用于雷达的航迹起始,但是复杂环境下,由于杂波密度大、 探测回波不连续导致目标在参数空间的投票常常淹没在噪声和杂波中,为检测出目标一般将阈值设低,这导致后续还原航迹的运算量变大.针对常规Hough变换无法在复杂环境下有效使用的问题,提出了一种基于序列Hough变换和逻辑法的航迹起始方法,利用雷达在同一次扫...     

基于时频重排—霍夫变换的雷达回波信号检测

提出了将时频分布进行时频重排再利用Hough变换，对多目标雷达回波信号的检测与参数估计方法，解决了WVD—Hough方法中交叉项引起伪尖峰所造成的误检测以及QTFD—Hough的时频聚集性下降引起的参数估计精度降低和运行时间增大的问题。仿真实验表明，该方法能有效地检测多目标雷达回波信号并准确地估计其参数，而且有较好的抗噪声性能。     

计算技术与计算机及网络设备 计算机图形学、计算机视觉、可视化技术

0627216基于随机Hough变换的圆检测改进算法〔刊,中〕/马文娟//信息技术与信息化.—2006,(3).—128-130(D)介绍了一种基于随机Hough变换的圆检测的算法。本文解决了随机Hough变换检测圆中参数单元无效累积的问题,首先构造边缘点集的数据空间,采用搜索的方法将各连续曲线的边缘点顺序存储,然后从中选取最小点集,利用圆的性质求得圆参数,该算法计算量小,并且避免了解方程组运算带来的误差。参50627217半透明材质在Mental Ray中的实现〔刊,中〕/沈姝莺//微计算机应用.—2006,27(4).—474-477(G)0627218基于OpenGL标准库的复合纹理贴图方法…     

基于阵列探测技术的激光测距数据预处理方法

阵列探测技术对回波信号及其微弱的空间碎片激光测距系统具有重要意义,可提高探测成功概率。针对这一崭新的激光测距技术,文中研究了基于阵列探测技术的激光测距数据预处理方法。在常规卫星激光测距数据预处理方法基础上,针对阵列超导探测器特点,结合地靶测量方法和多高斯拟合及互相关分析方法,实现了多通道激光测距数据的通道间的时间偏差修正;利用泊松统计分析、循环拟合滤波等方法,实现了多通道激光测距数据的自动识别、数据拟合等。目前该方法已经成功应用于中国科学院云南天文台4×4阵列激光测距试验平台试验中,并获得良好的效果。     

基于确定参数Hough变换的航迹起始

Hough变换具有对局部缺损不敏感,抗噪声、杂波等特点,适用于杂波环境下的航迹起始。但Hough变换运算量大、占用内存多,这限制了其在航迹起始中的应用。文中提出了一种利用Hough变换实现航迹起始的新算法,舍弃了传统Hough变换采用观测空间中各点对参数空间投票的方法,改用几个点确定的唯一曲线进行投票。在该方法中每个观测点只对经过该点的部分曲线投票,减少了投票运算的次数。同时该方法利用了观测数据的时序信息和目标的运动信息,抑制了虚假航迹的产生。仿真结果表明:该算法运算速度和内存使用率要好于修正Hough变换,对杂波生成的虚假航迹有更好的抑制效果,并且不容易丢失真实目标的航迹。