激光相干多普勒测速精度实验

激光相干多普勒测速雷达由于测量精度高、测速范围广、功耗体积小等优势广泛应用在风场测量、导航及飞行器着陆等方面。为了测试其测速精度,本文研制了速度发生器,搭建了高精度大速度范围的精度测试平台,利用搭建的测试平台对激光多普勒测速精度进行测量,在105.8266 m/s的速度下测得的精度为0.0383 m/s。对激光多普勒测速的精度进行了分析,提出了插值校正FFT频率、采用流水线的FFT处理方法、增加采样位数和提升采样频率等方法来提高测速精度。     

基于单光子阵列相机的激光测速

提出一种基于单光子阵列相机的激光测速方法，该方法可以在单光子量级的回波强度下，同时实现对目标横向速度和径向速度的测量。搭建了一套室内阵列测速激光雷达系统，验证了阵列时间相关单光子计数技术对运动目标进行横向和径向测速的可行性。通过信号预处理方法从空间和时间两个维度滤除背景噪声，利用质心检测和峰值检测确定目标的时变三维空间坐标，利用最小二乘法进行数据的线性拟合获得目标的横向和径向速度值。结果表明，帧积累数与最佳的测速性能有关。该方法可以在微弱的光照环境下实现对远距离运动目标的速度测量，未来还有望实现目标速度图像的获取，为远距离复杂运动目标的识别提供技术支撑。     

基于时间相关单光子计数技术的测速研究

传统的激光雷达通常采用多普勒效应获得目标的径向速度,但是当回波信号低到单光子水平时就难以实现这种功能。文中探索利用时间相关单光子计数（TCSPC）技术实现测速的方法。搭建了一套高重频、高精度的TCSPC测速系统并开展了实验研究。结果表明,在一定的测速时长下测速误差与单次测距光子计数直接相关,在文中实验条件下单次测距光子计数在1000~5000个时测速误差达到最优。该方法未来有望代替多普勒测速方法,实现对远距离高速运动目标的测速。     

基于单个宽带脉冲的空间目标测距和测速方法

根据运动目标在宽带线性调频脉冲照射下的回波特点,提出了一种采用宽带单个脉冲对运动目标测速和测距的方法。该方法首先对回波信号进行STRETCH处理,然后对处理后的回波进行快速解线性调频,并用ESPRIT方法取代传统的FFT方法,从而大大提高了参数估计精度,实现了采用宽带单个脉冲对运动目标的同时测距与测速。仿真试验表明该方法具有良好的测量精度。     

基于激光多普勒测速的流场测试技术

激光多普勒测速技术,作为一种非接触式测速技术,具有测速精度高,测速范围广,空间分辨率高,不影响流场分布、可测远距离速度场等优点。因此多普勒测速技术已经在众多领域中得到广泛的应用。本文主要从理论上对激光多普勒测速技术进行分析,从实验角度阐述了激光多普勒测速技术的工作机理。并对激光多普勒测速技术在内燃机中流场测试应用的可行性进行分析,最后介绍了多普勒测速技术在内燃机流场测试中的应用和国内外发展情况。     

基于调频傅里叶变换的改进型鉴相测速

随着机动目标的高速化、小型化发展,对于雷达的测量精度也提出了更高的要求。鉴相测速能够达到波长级的测量精度,其技术难点主要包括相位提取和解相位模糊。为了降低鉴相测速对信噪比的要求,本文提出了一种基于调频傅里叶变换的改进型鉴相测速方法。首先建立变脉冲重复周期的回波模型,对回波信号进行互相关FFT处理,提取峰值点得到模糊相位;其次对互相关FFT结果进行调频傅里叶变换,得到速度和加速度的粗估计值;然后根据单帧解相位模糊法,对模糊数修正值进行遍历,找出最优解,得到优化后的解模糊相位;最后采用鉴相测速,得到速度的精确值。仿真实验证明了该方法的可行性和有效性。     

相控阵雷达宽窄带测速匹配技术研究

针对宽带测速情况下有时无输出以及窄带测速跳谱线的问题,分析了两种现象产生的机理,并提出用窄带测速数据提高宽带测速精度的方法,解决了宽带波门套不住目标的现象,保证了宽带测速的连续输出;同时,为了解决窄带测速跳谱线带来的窄带测速模糊问题,提出了用宽带测速数据进行辅助判决的解决方法;最终,通过宽窄带测速数据相互匹配突破了工程应用中面临的技术难题,对提高雷达的测量精度和探测能力具有重要意义。     

基于视频检测的车辆测速方法

机动车辆的测速是智能交通系统中一个重要的组成,主要方法有线圈测速、激光测速、雷达测速、视频测速等。视频测速方法由于安装方便,成本较低,若能有较好的测速精度,则有着广泛的应用前景。通过在视频图像中对车辆尾部的检测,利用图像匹配方法找出车尾在两相邻帧图像中移动的距离,再利用图像坐标与世界坐标的相互转换,计算出两帧图像中车辆移动的实际距离。经测试,该方法能够对车辆进行准确测速,在车速为0～140km／h的条件下,平均测速误差为±2％,处理80万像素的视频图像,每帧测速时间约为10ms,满足了实时条件的要求。     

单脉冲跟踪雷达测速精度的提高及应用

传统的单脉冲跟踪雷达在测速时采用FFT实现动目标检测模块,由于频率分辨率相对较低,使得存在相对较大的测速误差.文中在FFF基础上,运用高低通滤波器原理,采用精确计算得出多普勒频率偏差的方法,从而提高了频率、目标速度的测量精度.计算机仿真和外场试验结果均表明了此方法的有效性.目前该方法已应用于某单脉冲跟踪雷达系统.     

新型双频相干脉冲压缩测速测距激光雷达

激光雷达具有抗干扰能力强、分辨率高、隐蔽性好等优点,已被广泛应用于精密测量、侦察监视、火控、制导等领域。针对远程激光测速测距中回波信号微弱难以检测的现实情况,提出了一种新的双频激光测速测距方法,采用脉冲压缩技术实现信号检测。通过实验,本文对该方法的原理进行了分析与验证。结果表明,该方法可以实现对运动目标的测速与测距。     

一种低重频脉冲雷达的速度解算方法

低重频脉冲雷达因其脉冲重复频率低,测速时会产生严重的速度模糊,需要找到一种方法,让低重频脉冲雷达具备测速功能。文中提出一种低重频脉冲雷达的速度解算方法,利用FFT实现8通道窄带滤波器组,然后通过参差、速度差值、速度估计实现测速。仿真验证了该算法的有效性。     

提高弹载雷达测速精度的方法研究

基于弹载雷达系统高精度目标信息测量的性能需求,本文提出对FFT频谱数据检测结果采用扩展比值插值算法进行处理,以减少目标速度信息测量误差。仿真试验验证了该方法对提高测量精度的有效性,该方法在实际应用中实现了高精度目标信息测量,从而为提高弹载雷达系统性能、实现对目标的精确跟踪提供有力技术基础。     

噪声调频复合单频连续波雷达空间高速目标的探测

噪声调频连续波雷达由于发射信号无周期,具有理想的图钉型模糊函数,没有周期性距离模糊和速度模糊,从原理上非常适合在轨探测远距离的超高速空间目标。该文采用插值法建立了噪声调频连续波高速目标回波模型,提出噪声调频复合单频连续波雷达采用校正距离走动的“匹配参考信号”进行相参处理的方法,实现跨距离门积累从而提高距离主旁瓣比;针对多个目标的检测采用FFT-IFFT逐个“Clean”的办法,进一步提高检测目标动态范围。仿真结果表明所提出的方法是有效可行的。     

基于FPGA的二维FFT算法在LFMCW雷达信号处理中的应用

线性调频连续波( LFMCW)检测运动目标存在一定难度,利用二维FFT处理技术对目标回波信号相位信息进行提取,可有效抑制固定杂波,实现对运动目标的检测。介绍了线性调频连续波( LFMCW)雷达信号进行多普勒处理的原理以及利用单片FPGA实现多普勒测速雷达信号处理的过程,详细说明了数据的缓存、实数序列FFT的快速算法以及希尔伯特变换等步骤的FPGA实现,最后测试结果表明二维FFT算法能很好的提取出目标的距离和速度。     

Velocity measurement of multiple leaky waves on germanium by line-focus-beam acoustic microscope using FFT

V(z) curves obtained by the acoustic line-focus beam are deformed due to multiple leaky waves. A novel velocity measurement method with FFT is developed for a V(z) curve analysis. Experiments are performed for a (111)-Ge sample and two mode spectra are separately measured corresponding to two velocities for a leaky SAW and a leaky pseudo-SAW existing on the boundary of water/sample.     

基于光闪烁的烟气流速测量技术

介绍了一种利用颗粒物浓度场随机起伏引起的光闪烁测量工业烟气排放速度的光学测量技术及其数据处理方法。对湍流作用下,基于分离式双光路测量系统结构的光闪烁互相关进行了分析,得到了相关函数的理论表达式。采用单向循环链表的数据存储结构实现信号数据在时间域的滑动,同时满足了测量实时性和平均性的要求。使用快递傅里叶变换(FFT)计算光闪烁互相关,提出了一种应用高级矢量扩展(AVX)指令加速FFT的方法,在基于Intel i7处理器的计算平台上将FFT的计算速度提高了1倍。最后给出了光闪烁法用于工业现场烟气流速测量的结果,与使用皮托管测量的结果基本一致,证明了本文光学测量技术及其数据处理方法的有效性。     

基于Chirp-z变换的电波流速仪的测量精度研究

测速中对回波信号的处理大多采用FFT方法测频。为了提高测量精度,需要增加采样点数,这样使得运算量增大。提出了一种局部细化方法,通过FFT找出感兴趣的某一频率范围,再对该段进行Chirp-z变换,也就是说在不增加采样点数,运算量增加不大的前提下,提高测量精度。实验结果表明,这种细化方法能够有效提高测量精度。     

基于时域相位思想的复自相关算法的研究

根据ADCP流速测量的需要,研究了利用复自相关法估计回波信号多普勒频移的算法.通过对比FFT法和复自相关法在频率估计量的偏差和标准差,以及算法运算量,表明复自相关算法是频率估计算法的一个合适选择.     

基于多普勒耦合估计的弹道目标测距方法

反导预警与空间监视雷达通常采用高频段、大脉宽探测远距离目标,此时距离多普勒耦合对于雷达精确测距有较大影响。同时,距离多普勒耦合的准确修正是稳定跟踪目标的必要条件,然而传统的处理方法不能适用于弹道目标等高机动目标的准确处理。本文提出了基于多普勒耦合估计的弹道目标高精度测距方法：首先采用旁路速度-加速度估计方法求解目标的径向速度,对目标测量距离进行距离多普勒耦合修正,再进行IMM-UKF滤波完成目标距离估计。该方法具有以下优势：利用当前帧的测量数据,同时考虑了目标径向加速度对于耦合的影响,提高了距离和速度的估计精度;相比跟踪时增加测速波形的方法,节约了雷达的资源,同时避免了速度测量与航迹误关联的问题;距离和速度的精确估计能够提升航迹关联成功率。仿真实验中与传统的距离多普勒耦合处理方法进行了比较,实验结果显示该方法大幅提高了雷达测距的精度。