四轮车辆导航中的惯性/运动学模型组合方法

在车载导航系统性能优化问题的研究中,低成本INS误差随时间累积速率较快,但不能在较长时间内单独使用,需采用其它辅助手段抑制其误差累积。针对车载GPS/INS组合导航方案,GPS在恶劣环境下不可靠、甚至完全失效,从而失去对INS误差抑制作用的问题,提出一种利用车辆运动学模型辅助INS的方法。根据车辆运动学模型和非完整约束条件推算出车辆位置和速度信息,并利用推算信息辅助车载惯性导航系统,从而抑制纯惯导情况下导航误差迅速发散的问题。仿真结果表明,改进方法能将INS的误差抑制在一定范围内,同时,在引入非完整性约束条件后,车辆东向、北向速度误差有界。因而可以作为车载惯性导航系统在GPS失效时的一种有效辅助手段。

像素binning技术在高速弱点目标探测中的应用研究

弱点目标探测系统要求系统具备高的探测灵敏度和高空间分辨率,实现弱点目标的稳定探测、目标的精准定位以及多目标伴飞时的精细分辨。光电跟瞄系统一般分为目标捕获和目标跟踪两个阶段。在目标捕获阶段,由于速度估计偏差,目标高速飞行的同时,若采用长积分时间进行探测,易出现目标能量跨像元的现象,难以实现目标探测信噪比的提升。为了解决目标高速运动导致的探测灵敏度降低的问题,本文提出了一种基于滑窗像素binning的高速弱点目标探测跟踪技术。像素binning模式提高了初始捕获阶段的探测灵敏度和探测稳定性,当跟瞄系统完成目标的稳定跟踪时,可以采用长积分时间和高分辨率模式完成目标的高灵敏度和高分辨率探测。本文对像素binning模式的信噪比增强效果进行了分析。分析表明,像素binning模式有利于提高高速弱点目标探测的信噪比和探测稳定性。

基于偏振光辅助定向的车辆自主式导航方法研究

针对车载惯性导航系统运动学辅助算法中,航向角误差发散,无法长时间得到高精度、高可靠性导航参数的问题,提出一种基于大气偏振光分布规律高精度定向的运动学辅助惯导精度提高算法。通过车载偏振光传感器系统测量解算获得的航向角信息和车辆动态数学模型提供的虚拟位置与速度观测量,与惯性导航系统的输出一起,利用多源信息融合技术进行导航参数的滤波估计,结果能实时反馈校正惯性导航系统和车辆动态数学模型。通过计算机仿真与分析表明,该改进的惯性导航系统辅助方法能够有效抑制航向角误差发散,定位精度较纯惯导及传统惯导运动学辅助方法显著增强,且对最终实现陆地作战车辆精确可靠的自主导航定位具有一定的工程应用价值。

分块式平面光电侦察成像系统发展概述

基于光子集成回路的干涉成像系统体积小、质量轻、功耗小、易于加工测试,且系统分辨率不受单个透镜口径尺寸的限制,是未来发展方向之一。文章首先简述了分块式平面光电侦察成像系统(SPIDER)的基本原理与组成,并对SPIDER的发展状况进行了概述,详细分析了各阶段光子集成回路布局、功能变化;分析与总结了SPIDER的关键技术;最后,对该技术未来发展趋势、应用前景进行了分析和讨论。分析表明:SPIDER正朝着基线更长、大规模低功耗高集成度、宽谱段成像方向发展,应用前景广泛。

基于光子集成回路的干涉成像技术

分块式平面侦察成像系统(Segmented Planar Imaging Detector for Electro-optical Reconnaissance, SPIDER)是基于光子集成回路的干涉成像系统,是提高遥感成像分辨率,降低系统加工难度,减少系统体积、质量、功耗的有效手段之一。首先报告了SPIDER研究现状;并对其基本原理与组成进行了研究;建立了基于部分相干光理论的成像模型;研究了基于平衡正交检测的干涉条纹检测方法;分析了成像系统指标体系;最后对SPIDER成像能力进行了仿真验证。结果表明,SPIDER成像系统具有良好的成像效果,在遥感侦察、空间态势感知等领域具有良好应用潜力。

一种基于波长生长的红外预警谱段选择方法

分析了不同谱段选择模型的优缺点和适用场景,在此基础上提出了一种基于波长生长的谱段选择方法。将谱段选择分为确定中心波长和选择带宽两步,首先基于目标背景在入瞳前的视在对比度确定最优中心波长;然后以综合信噪比为目标函数选择合适带宽。在具体方法上,利用谱段连续性,通过中心波长迭代生长确定最佳探测谱段,针对一般区域生长可能陷入局部最优解的情况提出改进方法,基于多个种子波长进行生长,取连续局部最优解的最大并集作为全局探测谱段。通过谱段选择实例计算了典型预警场景下的最优谱段;然后讨论了目标辐射强度、背景杂波、探测器噪声和空间分辨率对谱段选择的影响,得出对多种条件适应性较好的预警谱段为2.608~2.915μm和4.193~4.464μm。本文提出的改进方法收敛性好,精度较高。

基于RC模型的线阵探测器串扰图像复原方法

针对线阵探测器串扰导致的响应异常、暗信号拖尾的现象,进行了串扰的产生机理分析,建立了复原串扰图像信号波形的RC模型,并在此基础上提出了一种串扰图像复原方法。该方法在串扰RC模型的基础上,以恢复信号正常响应和消除暗信号拖尾为目标,建立了优化目标函数,并以不同频率的靶标响应曲线为基础,对模型参数进行了迭代,获得了各个图像频率下复原综合效果最优时的模型参数。得到串扰模型参数后,计算出相应的复原函数,通过频域运算对图像进行复原。对实验室实测的扫描相机线阵探测器红外图像进行了复原,结果显示,所提算法能有效复原不同图像频率下不同靶标图像的正常响应,降低了拖尾暗信号的影响,提升了图像质量。