多平台异构信息融合的航空目标跟踪算法

该文以高空无人机(UAV)飞艇载双光电传感器,无人机载两坐标雷达对航空目标的精确定位跟踪为研究背景,针对参与融合的传感器均无法独立获得目标位置信息导致传统点迹关联、定位方法失效等问题,提出一种基于多平台异构信息融合的航空目标跟踪算法。首先,在坐标系转换的基础上提出基于角度-距离两级点迹关联算法,从而实现多传感器量测关联。其次,提出基于线面交汇融合定位算法,通过最小二乘法、交汇点投影、距离最近点解算及同源数据压缩确定目标的航迹起始位置。在此基础上,利用空基多平台侦察的异构信息,结合传统无迹卡尔曼滤波器(UKF)设计扩维UKF对航空目标进行跟踪。仿真结果表明,该算法实现了对航空高速目标的高精度跟踪。

多源卫星信息在轨融合处理分析与展望

针对自然灾害监测、海洋目标监视等多星协同探测应用场合,首先分析了多源卫星信息在轨融合处理的必要性,其次总结了国内外卫星数据在轨处理的研究现状和存在的问题,然后在此基础上从星上探测、通信和计算资源出发,分析了适应在轨处理的在轨自主任务规划、目标信息表征、多源卫星信息目标在轨关联、多源卫星信息在轨特征融合、星地协同数据处理与动态交互等多源卫星信息在轨融合处理的相关问题和关键技术,最后,给出未来发展趋势展望。

基于时空频特征融合的距离-速度复合欺骗干扰识别技术研究

针对距离速度复合欺骗干扰信号形式复杂及识别难度大的特点,提出了一种基于时空频特征融合的距离速度复合欺骗干扰识别算法。首先,分析真实目标和虚假目标在空域、频域和时域的特征差异;然后,针对真假目标在不同域的特征区别,分别提取回波点迹的空域特征和频域特征;最后,将提取的空域及频域特征在时域进行融合,采用先积累后判别和基于二进制检测两种特征融合方法,利用时空频融合特征对距离速度复合欺骗干扰进行判决。仿真结果表明,该算法能够对距离速度复合欺骗干扰进行有效的识别。

基于深度特征融合的SAR图像与AIS信息关联方法

星载合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)和自动识别系统(automatic identification system,AIS)都可以获取到探测目标的相关信息,将两者获取的信息进行关联融合,有益于实现高效的海上侦察监视。由于数据之间存在的异构性,传统方法多依赖人工特征建立SAR图像与AIS信息的关联关系,但这些方法存在精度差、效率低等缺点。本文提出了一种基于深度特征融合的SAR图像与AIS信息关联方法,针对两种模态数据的特点分别设计了对应的特征学习网络获取单模态特征表示,进一步融合不同模态的特征信息以增强跨模态信息间的语义相关性,然后通过设计的关联学习目标函数进行跨模态特征之间关联学习。在构建的数据集上验证表明,所提方法关联精度高、适应性强,验证了所提数据集和方法的有效性。

雷达系统偏差精确配准技术研究综述

雷达误差配准是多源信息融合关键技术之一,处于数据预处理环节,其性能直接影响着后续融合处理效果。文中从误差配准研究的任务需求出发,围绕雷达系统偏差空间分布模型和精细化误差配准技术,回顾和总结了误差配准的研究进展,梳理了主要研究算法。在此基础上,从系统偏差空间分布特性分析与模型构建、一般场景下系统偏差精细化配准技术、病态场景下误差配准技术研究三个方面展望了有待于解决的关键问题,提出相应的方法思路,旨在更好地满足多源信息融合需要,助力提升误差配准方法的稳健性、准确性和工程适用性。

海战场电子目标数据建设及运用研究

为应对海上安全威胁、打赢海上信息化局部战争,抢占海战场制电磁权制高点,应积极筹划海战场电子目标数据建设,达到作战中对敌电子目标有效实施软杀伤或硬摧毁,实现积极防御、有效反击的目的。论文以海战场预警探测、雷达对抗、通信对抗、光电对抗、水声对抗、网电对抗等电子目标数据为研究对象,通过对电子目标数据建设需求进行分析,提出海战场电子目标顶层设计、保障要求、体系化建设思想,探索海战场电子目标成果整编保障、决策支持、侦察预警和目标特征综合识别能力、共享运用等方面重点开展数据运用,为海战场电子目标数据建设提供指导和建议。

改进EMD结合4th⁃HEO的客滚船柴油机复杂信号振动特征提取方法

针对客滚船柴油机机械系统的复杂机构与运转特性,提出一种多分量非线性振动信号分解及振动特征参数提取策略。为提高动力学参数提取鲁棒性,提出采用延拓经验模态分解(extension‐EMD)方法分解信号以规避端点效应,利用自相关函数提取包含最大特征的敏感分量,利用四阶能量算子(4th‐HEO)幅值解调提取敏感分量的特征频率及其幅值,得到柴油机动力学特征与运行规律的关系;通过仿真信号验证方法的准确性,通过实船测试零负荷和满负荷运行工况下的三向振动信号验证方法的有效性。研究结果表明,垂向信号的表现特征较其他方向信号表现力更佳。对于9缸4冲程柴油机而言,其0.5倍频和4.5倍频的幅值非常突出,且对负载变化影响更加敏感。

卷积神经网络在雷达自动目标识别中的研究进展

自动目标识别(ATR)是雷达信息处理领域的重要研究方向。由于卷积神经网络(CNN)无需进行特征工程,图像分类性能优越,因此在雷达自动目标识别领域研究中受到越来越多的关注。该文综合论述了CNN在雷达图像处理中的应用进展。首先介绍了雷达自动目标识别相关知识,包括雷达图像的特性,并指出了传统的雷达自动目标识别方法局限性。给出了CNN卷积神经网络原理、组成和在计算机视觉领域的发展历程。然后着重介绍了CNN在雷达自动目标识别中的研究现状,其中详细介绍了合成孔径雷达(SAR)图像目标的检测与识别方法。接下来对雷达自动目标识别面临的挑战进行了深入分析。最后对CNN新理论、新模型,以及雷达新成像技术和未来复杂环境下的应用进行了展望。

基于多特征的密集假目标干扰融合识别与抑制

密集假目标干扰通过产生大量虚假回波扰乱雷达对真实目标的有效检测和识别,由于虚假回波信号与真实信号的高度相关性,雷达很难对其进行有效识别和抑制。针对该问题,提出了基于信号-数据多特征的脉冲多普勒雷达密集假目标干扰融合识别与抑制技术,通过速度量测统计分布特征提取、峰值邻域谱线抑制、谱线分布-信号幅度基本概率赋值构建及D-S证据理论融合判别实现了干扰的识别与抑制,仿真验证了该方法的有效性。

基于使用与维修数据的飞机使用可靠性研究

飞机的使用与维修数据是评估飞机使用可靠性的重要依据,由于航空装备使用管理的特殊性,目前国内外对基于航空装备使用与维修数据的飞机可靠性评估技术缺乏系统的研究。基于某型航空装备日常积累的维修保障数据,利用数据挖掘技术,获取与飞机训练、维护、维修、使用等相关的信息,建立飞机使用可靠度模型,描述飞机使用可靠性随飞行强度和服役年限的相关性,可用于实战或训练环境下飞机使用可靠性的预测。

基于改进UKF的转弯机动目标跟踪算法研究

针对转弯率未知或变化条件下的精确跟踪问题开展研究,给出了基于UKF的自适应协同转弯跟踪算法,该算法充分利用了扩维技术和自适应渐消因子技术,不断实时估计转弯率,同时基于渐消因子调节过程噪声及其对应的增益,并对不敏卡尔曼滤波算法的采样范围进行自适应调节,使采样点更接近目标真实状态。仿真表明该算法在转弯率变化时获得了较好的跟踪性能,有效提升了对于转弯机动目标跟踪的准确性和稳定性。

基于空间信息网络的海洋目标监视分析与展望

空间信息网络是海洋目标监视必不可少的技术,基于空间计算模式的多源卫星信息融合能够有效提升天基平台对海洋目标的广域搜索、精细识别、持续监视和快速响应能力,是我国未来天基海洋目标监视的重要发展方向。从空间信息网络和天基海洋目标监视的发展现状、相关研究工作、差距与不足等角度出发,分析了基于空间信息网络的海洋目标监视,结合空间计算技术,提出了基于空间信息网络的多源卫星海洋目标监视发展建议,并重点研究了空间资源组网、在轨信息融合和新型载荷三方面的关键技术。

雷达大擦地角海杂波特性与目标检测研究综述

海杂波作为影响海用雷达目标探测性能的主要制约因素之一,其在小擦地角下的物理机理和特性被广泛研究。由于产生机理上与小擦地角的差异,大擦地角下海杂波特性认知研究难以直接采用现有的多样化小擦地角海杂波模型与特性结论,大擦地角海杂波特性规律及目标检测技术研究依旧是一项极其复杂的系统工程。该文从雷达大擦地角对海探测试验数据集出发,围绕大擦地角海杂波建模、海杂波特性影响因素和海杂波中目标检测技术3个方面,回顾总结了大擦地角下海杂波特性认知与抑制的研究进展,梳理了大擦地角海杂波机理与特性研究的主要结论,并对技术发展方向进行了展望。

Keystone变换实现方法研究

Keystone变换(Keystone Transform,KT)是一种经典的雷达目标距离走动校正工具,现有诸多实现方法中以基于线性调频Z变换(Chirp-Z Transform,CZT)和快速傅里叶逆变换(Inverse Fast Fourier Transform,IFFT)的“CZT+IFFT”方法计算量最低.本文针对“CZT+IFFT”方法存在的频谱混叠问题,提出修正的“CZT+IFFT”方法,同时运用时间尺度(Time-Scaling,TS)和尺度估计(Scale-Estimation,SE)概念,进一步提出2种梅林域的KT实现方法.仿真试验验证了分析结论的正确性和所提方法的有效性.

分布仿真运维管理系统运行监控工具研究与实现

运维管理系统是支撑分布式仿真系统部署、运行和评价的工具集。运行监控工具是该系统实现仿真节点管理、运行过程控制、运行结果反馈和运行效能评价的关键环节。介绍运维管理系统的结构与组成,并指出运行监控工具在其中的作用;基于它的实现原理和功能需求提出设计思路;阐述运行监控工具的结构组成,并对节点管理、辅助分析、命令管理和状态监控等组件工作机制和设计实现方法进行详细的分析;总结运行监控工具的特点及应用前景。

基于最优数据压缩的雷达和ESM间断点迹融合跟踪

雷达和ESM传感器均是飞机重要的信息获取手段,但当对己方雷达的辐射进行控制,且敌方雷达也间歇工作时,可能出现雷达和ESM均测量间断的问题。针对该问题,提出了一种基于最优数据压缩的雷达和ESM间断点迹融合跟踪方法,有效解决了雷达和ESM量测间断的问题。并且针对传感器不同测量精度、传感器不同数据率和雷达不同关机时长对融合精度的影响进行了仿真分析。仿真结果表明,ESM测角精度是否小于雷达测角精度对融合精度有重要影响,而融合误差则受雷达测量误差的影响相对较大。

多编队目标先后出现时的无先验信息跟踪方法

针对多编队机动目标先后出现时的跟踪问题,该文提出了一种基于交互式多模型高斯混合概率假设密度滤波(IMM-GM-PHD)算法的无先验信息跟踪方法。首先,在IMM-GM-PHD算法预测过程完成的基础上,引入密度检测机制,利用相关域为所有预测高斯分量挑选有效量测,结合密度聚类(DBSCAN)算法检测是否出现新编队目标。其次,在IMM-GM-PHD算法状态更新完成的基础上,利用更新高斯分量的组成情况完成模型概率的更新。最后,在状态估计优化过程中,结合编队目标的特点,加入相似度判别技术,利用杰森-香农(JS)散度度量高斯分量间的相似度,剔除没有相似分量的高斯分量,进一步优化估计结果。仿真结果表明,该文方法能够快速有效地跟踪非同时出现的多编队机动目标,具有较好的跟踪性能。

基于节点通信度的信息加权一致性滤波

协同目标跟踪是无人机集群等多传感器网络的典型应用。在分布式传感器网络目标跟踪过程中,目标状态估计的一致性直接影响到跟踪有效性。针对目标跟踪过程中网络节点之间一致性迭代次数受限的问题,提出了一种基于节点通信度的信息加权一致性滤波算法,设计了用节点通信度来充分衡量传感器节点在网络中的通信拓扑状况,并构建了非对称一致性权值的选取机制,可在复杂拓扑结构网络中实现快速一致性跟踪。典型目标跟踪场景仿真验证表明,所提算法相比经典的信息加权一致性滤波算法,目标跟踪的不一致程度降低了20%以上,有效提升了分布式跟踪的一致性速度。

临近空间高超声速目标RCS模拟技术研究

针对雷达探测临近空间高超声速目标模拟试验中的雷达散射截面(radar cross section,RCS)逼真模拟问题,提出了一种适用于临近空间高超声速飞行器等离子体鞘套下目标RCS衰减模拟方法.首先利用不同高度、不同速度对应的等离子体频率和电子碰撞频率的相关数据,拟合得出不同速度、不同高度对应的等离子体频率和电子碰撞频率关系表;其次,实时查表得到给定雷达频率情况下不同目标高度与速度对应的等离子体频率和电子碰撞频率,建立目标等离子体包覆模型和电磁波传输模型,计算雷达电磁波的衰减系数和反射系数;最后,通过雷达电磁波的衰减系数和反射系数模拟出目标RCS衰减.通过与有关实测数据比对,证明了方法的合理性.仿真分析可知,利用高频率雷达探测临近空间高超声速飞行器将更容易得到连续的航迹,产生雷达"黑障"的时间更短.

LFM雷达对抗移频干扰方法研究

针对现有移频干扰对抗方法,分析得出基于回波匹配输出中心频率鉴别干扰适用范围有限、调频斜率捷变LFM(Slope Varying LFM,SV-LFM)波形能够一定程度抑制干扰,但需设计合理捷变方式的结论.同时,以LFM脉冲多普勒雷达抗自卫式移频干扰为背景,提出联合相参积累和二维分数阶傅里叶变换(Two Dimensional Fractional Fourier Transform,2D-FRFT)干扰鉴别方法,根据回波信号在两种处理方式下的峰值差异,对比门限鉴别目标真伪.仿真结果表明分析结论正确,所提方法可行有效.