Polarimetric super-resolution algorithm for radar range imaging via spatial smoothing processing

A full-polarimetric super-resolution algorithm with spatial smoothing processing is presented for one-dimensional（1-D）radar imaging.The coherence between scattering centers is minimized by using spatial smoothing processing（SSP）.Then the range and polarimetric scattering matrix of the scattering centers are estimated.The impact of different lengths of the smoothing window on the imaging quality is mainly analyzed with different signal-to-noise ratios（SNR）.Simulation and experimental results show that an improved radar super-resolution range profile and more precise estimation can be obtained by adjusting the length of the smoothing window under different SNR conditions.

基于虚拟阵列空间平滑的相干信号DOA估计

针对相干共轭循环平稳信号的DOA估计问题,提出了一种基于虚拟阵列前后向空间平滑的方法.该方法利用特定阵元输出间共轭循环相关函数的多时延采样,构造出与真实线阵阵元具有一一对应关系的虚拟阵列,并将空间平滑技术应用于该虚拟阵列实现了相干信号DOA估计.理论分析和仿真结果均表明,与FBSS-CCMUSIC算法和CCHAM算法相比,本文方法避免了最优时延选择问题,并获得了更高的DOA估计精度,同时,对信号不同入射方向也具有较好的稳健性.此外,该方法也可推广用于具有循环平稳特性的信号.

虚拟空间平滑算法

根据MASK、BPSK和AM等信号的实值特性,利用阵列接收数据及其共轭信息,构造了虚拟子阵,提出了虚拟空间平滑算法,较好地解决了信号高度相关问题.虚拟子阵具有M个阵元,避免了阵列孔径的损失,使该算法最大可分辨的相干信号数目为M-1.仿真实验证明,与前后空间平滑算法相比,该算法提高了空间分辨率,适应小样本,在一定程度上可以降低了计算量.

小快拍数的线阵空时自适应处理方法

给出了一种用来进行抗混响的降维空时自适应处理方法,尤其适合于在样本数据不足的情况下使用。该方法把待检测的空时数据划分为子组进行空时自适应处理,采用空时前后向平滑的方法来增加有效的样本数据数量,提高协方差矩阵的估计精度。对所有子组的输出进行相干叠加,不仅进一步提高了输出信混比,还减小了因子组处理而带来的空间和时间孔径的损失。利用实测运动声纳混响加仿真目标的方式对给出的方法性能进行了检验,表明该方法能够有效消除强混响,而且具有较高的稳健性。

基于特征空间MUSIC算法的相干信号波达方向空间平滑估计

为了高效、准确地估计相干信号的波达方向(DOA),提出了一种基于特征空间多重信号分类(MUSIC)算法的空间平滑估计方法。首先对相干信号进行空间平滑处理,然后对其应用特征空间MUSIC算法进行DOA的精确估计,使其最大限度地利用信号子空间和噪声子空间的信息。本文方法并不影响非相关信号存在时DOA的估计,且还可以对信号源功率进行有效的估计,以提高对小能量信号的成功估计概率。与传统空间平滑算法及修正MUSIC算法相比,本文方法具有更低的信噪比门限和更高的估计精度及分辨力。最后的仿真实验验证了本文方法的有效性和鲁棒性。

基于GIS空间数据的滑坡SPH粒子模型研究

针对光滑粒子流体动力学方法(SPH)在滑坡模拟中建立粒子模型的难题,提出了基于地理信息系统(GIS)栅格数据的粒子排列与插入方法。根据该方法,建立了滑坡SPH粒子模型及相关粒子生成程序,进一步以结合摩尔-库仑破坏准则的SPH宾汉流体模型为核心,实现了运用SPH方法模拟滑坡破坏后三维运动的过程。该SPH模型在对唐家山滑坡的模拟中得到了验证,并预测了金坪子滑坡破坏后的影响范围。结果表明:基于GIS空间数据的滑坡SPH粒子模型具有可行性与良好的适用性。以GIS数据库为基础,开展滑坡灾害的模拟研究,将大大提高对滑坡等地质灾害的仿真分析,为滑坡灾害的预测与防治提供参考。

修正的虚拟空间平滑算法

对虚拟空间平滑方法进行了修正,提出了一种适用于直线信号(如调幅、二进制相移键控信号等)的修正虚拟空间平滑解相干方法.该方法无需对信号初始相位作特别假定,并可在不损失阵列有效孔径和工作阵元的情况下完成信号解相干,经其预处理后的特征子空间分解信号波达方向(DOA)估计方法的性能要优于传统空间平滑方法.

基于空间平滑算法的二维相干源DOA估计

基于均匀矩形阵列,利用2D Unitary ESPRIT算法二维参数自动配对的优点,运用二维空间平滑技术进行解相干,并结合虚拟阵列扩展的EVESPA算法,提出了相干源的2D-SS-EVESPA-DOA估计算法。该算法在多径环境下能精确估计出二维波达角,能实现多径波达方向的分组估计,而无需进行谱峰搜索;并实现二维角度的自动配对,二维参数自动配对,无需二维谱峰搜索。仿真实验证明了算法的有效性。

一种基于时间分割法和数字积分法混合实现的空间直线插补方法

在空间曲面铣削加工中,进给速度的平滑性直接影响加工表面的质量。文中提出了一种应用时间分割法(TDM)和数字积分法(DDA)混合实现的空间直线插补方法(HSLIM),用以改进通常采用时间分割法直线插补产生零头距离而出现的难以保持平滑进给速度的问题。该算法是采用时间分割法中的时间分割原理,对数字积分法中的累加溢出过程按照进给速度的要求,采用可控的插补周期进行时间分割,从而用较少的计算量消除了零头距离,实现平滑的进给速度。仿真实验与实际加工实验都表明,该方法可以实现平滑的进给速度,明显改善加工表面质量。

一种新的多重信源去相关算法

信号源之间的相关性直接影响到空间谱估计算法(子空间方法)的有效性,文章提出了一种通过扰动阵列天线空间增益的方法,从而达到消除相关信源之间相关性的目的,恢复子空间方法有效性。相对于经典空间平滑算法,该算法减少了天线阵元的开支,并且具有算法简单,运算量小的特点。理论分析与计算机仿真表明该算法切实可行、有效并且易于实现。

一种改进的基于矢量水听器阵列的相干信号方位估计

为了对相关信号源进行方位估计,针对矢量水听器均匀线列阵,Rahamim提出了一种方法,即将测量数据按同一类型水听器进行排列,但该方法只能实现相干信号的一维方位估计,且存在180°模糊。为此,提出了一种改进方法,即将测量数据按同一阵元位置进行排列,采用前后向空间平滑技术。这样不但能实现相干信号的二维方位估计,而且无180°模糊。仿真实验结果证明了该方法的优越性。

相干信号的空间谱估计算法研究

研究相干信号谱估计精度问题,由于空间信号噪声影响,识别精度低。为此提出了一种改进的解相干谱估计算法——全局滑动修正算法。可通过对平滑子阵划分的修正,突破了阵列布局限制,有效地使可利用的子阵数目大于双向空间平滑中的子阵个数,采用全部的阵元当做一个滑动的子阵,得到一个新的包含空间谱信息的协方差矩阵,再对其进行特征值分解,然后按照MUSIC算法进行谱估计。仿真结果证明,全局滑动修正算法能很好地对相干信号进行解相干DOA估计,并且在信噪比较低时,比前后向空间平滑算法具有更高的估计精度。

相干信号源的空时三维参数分离估计方法

文中提出了一种宽频段窄带相干信号源的频率和二维波达方向估计的新方法。该方法利用L型阵列并结合一定的时域信息,将相干源的三维参数估计问题转化为3个一维问题,并在每一维使用空间平滑方法和ESPR IT算法求解相应参数,最后通过求解联立方程,获得相干信号的三维参数。因此,避免了谱峰搜索,并且算法本身的并行处理能力,提高了测向系统的实时性。计算机仿真结果表明了该算法的有效性。

基于协方差矩阵的空间平滑解相干算法

空间平滑是相干信号DOA估计中的一种有效算法,但平滑不仅造成了阵列孔径的减小,而且不能灵活地调整子阵的长度,对于不同的子阵,均需要计算协方差矩阵然后求平均,运算量较大。通过分析协方差矩阵的结构,指出在协方差矩阵中包含了所有子阵协方差矩阵的信息,从而可以通过对协方差矩阵的处理,构成前后向子阵的协方差矩阵,避免了子阵协方差矩阵的运算,可以灵活地实现平滑算法。计算机仿真证明了该处理的有效性.

数字图像的平滑

一幅原始图像,在获取和传输过程中,会受到各种噪声的干扰,使图像退化,质量下降.退化会引起图像模糊,特征淹没,对分析图像不利.为了抑制噪声改善图像质量进行的处理称为图像平滑或去噪.数字图像平滑处理可以在空间域或频率域中进行.分析图像平滑处理方法,对相关方法的适用场合进行探讨,并且给出实现程序.

空间平滑自适应阵列的优化

在多路径环境中，空间平滑是消除相干干扰对自适应阵列处理系统影响的有效方法。我们注意到空间平滑自适应阵列的权系数往往是在子阵列上得到的，这意味着存在一些剩余自由度可以用来改善自适应阵列的性能。本文提出了一种新方法，利用阵列自由度使得自适应阵列的响应具有期望的特性。我们指出如何优化空间平滑自适应阵列使得白噪声功率或者阵列的副瓣尽量降低。数值结果说明了新方法的有效性。

基于MUSIC算法对相干信号DOA估计的研究

空间谱估计是阵列信号处理中的一个重要研究课题。针对经典MUSIC算法在入射源相关的情况下测向失败的问题,通过前后向空间平滑MUSIC算法,利用子阵平滑恢复数据协方差矩阵的原理进行解相干,进而对入射源的波达方向(DOA)进行估计。仿真结果证明:前后向空间平滑算法不仅能估计出空间相互独立信号源的波达方向,还能有效分辨出相干信源的到达角度,且具有较高的分辨能力和估计精度。

超分辨谱估计法在测速雷达中的应用

介绍了连续波测速雷达测量旋转弹丸转速的方法,并对底部刻槽弹丸的RCS和转速计算进行了理论分析,推导出转速计算公式,然后运用现代超分辨谱估计的旋转不变法代替传统的FFT算法对回波信号进行频谱估计,并在不同信噪比下对其频谱估计能力进行了仿真计算和实验测试,给出了信噪比与测量误差之间的关系曲线。结果表明:在相同信噪比的情况下,该高精度转速测量方法相比传统FFT算法,测试精度明显提高。

一种新颖的快速DOA估计算法

一次快拍空间FFT法运算量小,但抗噪声性能较差,易形成伪峰;多次平滑FFT法充分利用阵列多次快拍的所有数据,具有较好的抗噪声性能,抑制了伪峰的形成,但运算量较大。提出了自相关阵平滑空间FFT算法,其性能优于现有的自相关阵单列FFT,与多次平滑FFT法相当且易于实现,运算量较小。理论分析与仿真实验证明了该算法的有效性。

基于面颅骨建模的三角网格分片拟合曲面算法

针对人体面颅骨三维模型重建问题,提出一种改善面颅骨模型重建质量的三角网格分片拟合曲面算法(TMPSA)。首先,根据面颅骨曲面的复杂性,提出面颅骨多曲面片点云数据的分割方法,并将其映射到对应平面;然后,引入分片数据的三角网格化法,建立三角网格模型;接着,将三角网格平面映射回三维空间,并拟合曲面;最后,将拟合的面颅骨曲面进行光顺处理。通过对多个面颅骨模型进行重建的结果表明,该算法生成的网格模型质量较高,能够较好地描述点云数据所表示的曲面形态,能够解决复杂空间曲面重构的问题。该算法能够为后续人体面颅骨修复的研究提供良好的基础数学模型。