低空监视雷达“走-停-走”目标跟踪技术

以旋翼无人机为代表的低空小目标常采用低速“走-停”策略或利用障碍物遮挡,躲避雷达追踪,对重要信息装备和战略要地进行点穴式打击或干扰。这类目标可多次消失-重返于雷达视域,称之“走-停-走”目标。若采用传统目标跟踪模型和算法处理这类目标,易导致目标身份不连续、航迹碎片化。该文在随机集理论框架下,基于标签多伯努利(LMB)滤波器,研究低空监视雷达“走-停-走”目标连续跟踪问题。为描述“走-停-走”目标多次往返于雷达视域的演化特性,首次引入第3类出生目标模型,即重生(RB)过程模型。首先,利用目标重返雷达视域前-后目标状态的空间位置和动力学参数关系,提出一种基于空域相关(SC)的RB过程;然后,基于SC-RB过程,在贝叶斯滤波框架下,设计了SC-RB-LMB滤波器算法,可实现多“走-停-走”目标连续稳健跟踪,维持航迹标签的连续性;最后,在典型低空监视场景下,通过仿真和实测数据验证了提出模型和算法的有效性和性能优势。

走-停巡航系统分层控制器设计

结合驾驶统计模型,设计了走-停自适应巡航系统的纵向车间距离控制器。上位控制器的设计与车辆模型无关,在建立目标性能函数的基础上得到控制律;而下位控制器则将油门和制动控制独立设计,依据一定的切换逻辑使它们分别作用于车辆。在制动控制的设计中引入了改进型史密斯预估器。在多种工况下的仿真试验中表明控制器性能良好。

重型车辆走-停巡航系统的干扰解耦控制

根据低速行驶工况下重型车辆的加／减速度响应特性,建立融合被控车辆及车间动力学特性的巡航系统非线性动力学模型。在此基础上采用非线性输出干扰解耦原理,将控制目标值(车间相对距离、速度)从系统的前导车加／减速度干扰中完全解耦出来,并实现非线性系统的线性化;基于此解耦线性化子系统,设计一种改进的走-停自适应巡航控制系统。该系统不但能够保证控制目标值取得良好的动态响应特性,而且能够实现对前导车加／减速干扰的全局解耦,可提高系统的鲁棒性,仿真计算验证了控制效果。

停-走属性抽样的统计原理探讨

CPA审计抽样中属性抽样的理论基础是计数标准型一次抽样方案,文章利用标准型一次抽样方案的统计原理,对审计抽样中的停-走属性抽样统计模型进行了研究,并结合实例阐述了停-走属性抽样的应用。

停-走属性抽样方案统计特性指标的探讨

CPA审计抽样中属性抽样的理论基础是计数标准型一次抽样方案,文章利用概率统计的理论知识,结合CPA属性抽样中停-走抽样的理论基础及原型,推导出评价停-走抽样方案统计特性的两个指标:OC函数(接收概率函数),ASN(平均样本量)的计算公式。

关于“停走”生成器概率模型中的符合率问题

本文首先建立了“停走”生成器辅出序列的概率模型 ,给出了“停走”

FMCW-ISAR对舰船目标成像脉内补偿方法研究

调频连续波逆合成孔径雷达(FMCW-ISAR)具有造价低、功耗低和重量轻的优点,因此被广泛用于对各类目标成像。FMCW信号可以看作是占空比为1的脉冲信号,其脉冲宽度相对较长,在此期间内目标的运动常常不可忽略。此时,利用传统的“走-停”模式和距离-多普勒(R-D)算法得到的ISAR像将出现距离-方位2维的模糊,导致图像分辨率下降。该文针对FMCW-ISAR对舰船目标实测数据成像时出现的模糊现象进行了研究,首先建立目标的运动模型,并分析目标在调频周期内的运动分量对距离压缩结果和最终成像结果的影响,最后提出相应的脉内补偿方法以改善图像分辨率。对比补偿前后对仿真模型与实测数据的成像结果,该文所提出的脉内补偿方法能够有效抑制1维距离像的展宽,提高FMCW-ISAR的成像质量。

高分辨率星载SAR非走-停假设下回波仿真

SAR回波仿真对于其信号处理算法的研究和开发有着重要意义.在星载高分辨率SAR系统中,由于电磁波传播路径较长,雷达平台速度较快,传统的走-停假设下的双曲斜距历程已不能满足高精度的SAR回波模拟的要求.综合考虑了椭圆轨道偏心率和地球自转两方面的因素,采用二分查找思想,给出非走-停假设下回波仿真中的斜距历程数值求解方法,并讨论了高分辨率星载SAR中,基于走-停假设的传统回波仿真方法中的斜距历程与文中求解的斜距历程的差异.验证了所提出仿真方法对超高分辨率星载SAR的有效性.

一种基于持续运动模型的星载SAR几何校正方法

几何校正是星载SAR地面处理的重要环节,几何校正精度对SAR图像的应用有着至关重要的影响。该文分析了传统星载SAR几何校正中卫星"停-走"模型近似对几何定位精度的影响,建立了卫星持续运动模型下的距离多普勒方程,并提出了持续运动模型下校正方程的简化求解方法。仿真实验和北京地区实际数据几何校正试验验证了该方法的有效性和正确性。

方位向时变非均匀采样的合成孔径声纳成像

采用多接收阵技术能够使合成孔径声纳的测绘速率和测绘带同时得到提高,但带来了方位向非均匀采样以及不满足停走停假设的问题。本文建立了高测绘速率、宽测绘带条件下不做停走停近似的多接收阵合成孔径声纳信号模型,采用频域方法对合成孔径声纳时变的非均匀方位向信号进行了重构,并导出了重构方法的快速算法。重构方法解决了高测绘速率、宽测绘带条件下的偏移及散焦问题。仿真和实验验证了该方法的可行性。

地球同步轨道SAR精确斜距模型研究

由于地球同步轨道SAR(Geo-SAR)较高的轨道高度和较长的合成孔径时间,"走-停"("Stop-Go")假设所带来的误差必须予以考虑。该文推导并模拟了正圆轨道下地球同步轨道SAR(Geo-SAR)的精确回波延时方程,分析并仿真了其与"走-停"模型误差。提出了一种"等效中点"模型,并通过仿真验证了该模型能很好地拟合精确距离历程。采用基于高阶多普勒参数的多项式拟合对"等效中点模型"和"走-停"模型的斜距历程进行展开,借助Legendre正交级数展开定量分析了"走-停"模型所带来的各个幂次的斜距误差,进而分析了各幂次斜距误差对于聚焦效果的影响。通过点目标仿真证明了"走-停"模型应用于Geo-SAR的局限性与"等效中点模型"的有效性。

多子阵合成孔径声纳空变运动补偿

为了获得高质量合成孔径声纳(SAS)图像,需要对运动误差进行补偿。根据运动测量信息确定发射阵元和接收阵元运动误差。运动误差沿距离向空变,依照场景中心线对回波数据进行统一补偿,对每个距离单元进行空变相位补偿。仿真结果验证了提出的运动补偿方法用于多子阵SAS空变运动补偿的有效性。

大偏心率小倾角GEO SAR观测特性及成像研究

地球同步轨道合成孔径雷达(Geosynchronous Earth Orbital Synthetic Aperture Radar,GEO SAR)具有重访周期短,观测区域大等优势,可以对大面积热点区域进行长时间连续观测,在军事侦察、土壤湿度和自然灾害监测等领域具有重要应用前景。当前GEO SAR研究主要集中在大倾角小偏心率轨道,而关于大偏心率小倾角则鲜有涉及。因此针对大偏心率小倾角GEO SAR的观测特性问题,仿真了卫星在不同轨道配置下的空间轨迹及覆盖性能示意图,说明了其观测性能优势,并仿真了此时“走-停”假设误差的大小,使用后向投影(Back Projection,BP)算法给出了卫星在不同轨道位置处的聚焦成像结果,说明成像算法的有效性。