航天科工8358所顺利交付前下视成像导引系统

日前，航天科工集团公司三院完成了前下视成像导引系统的交付工作，标志着采用国产红外探测器的前下视成像导引系统已通过了全项环境试验及电磁兼容试验的考核。据悉，制冷型凝视红外探测器组件作为成像导引系统的核心部件，长期以来依赖进口。

一种基于太赫兹成像的复杂地形自适应定高方法

针对现有近感探测器难以适应复杂地形情况下的精确定高问题,提出一种基于成像的图像域自适应对地高度估计方法。该方法将多普勒锐化成像原理应用到前下视场景,利用太赫兹频段分辨力高、孔径合成长度短的优势,采用太赫兹前下视成像实现地形感知,将传统近感探测器的一维距离测量扩展为二维成像测量,实现对运动轨迹前下方地形地貌的精确感知。在获得地面目标图像后,利用地面图像特征,采用图像域特征拟合方法实现对地高度估计。对前下视多普勒锐化成像的参数设计和成像算法进行了理论分析和仿真验证,开发了一套工作于220 GHz频段的太赫兹近感探测系统,并开展了无人机挂载试验。试验表明,该方法能有效感知地表目标环境,排除角反、树木等其他目标对地面高度测量的干扰,测高精确度达0.5 m,证明了该基于太赫兹成像的对地高度估计方法的可行性,为基于图像域特征提升近感探测器对复杂地形适应能力和感知能力奠定了工作基础。

机载前下视激光雷达成像仿真

针对在成像噪声和载机运动影响下 ,前下视激光雷达对地面目标成像的仿真问题 ,分析并建立了成像过程的噪声模型 ;通过运用马尔科夫随机过程模型和独立同分布随机变量的叠加原理模拟载机运动状态和惯导姿态测量数据 ,对激光成像与地形高程进行映射变换 ;全面地给出了利用数字地图和导航系统测控精度生成测试用途激光像的仿真方案。实验显示 ,应用仿真系统提供的成像数据和映射变换关系 ,能对惯性 /激光雷达地形辅助导航系统进行有效的定位性能测试。成像仿真为惯性 /激光雷达系统的研究提供了必要的方案预研和仿真测试手段。

双发模式下视三维SAR成像方法研究

在合成孔径雷达(SAR)成像优化过程中,由于受到地形环境噪声的影响,使成像模糊和信息丢失,利用阵列天线SAR(LA-SAR)进行成像是一个不错的解决方法。然而传统的单发模式要求有足够多的阵元以满足空间采样率的要求,工程实现的难度较大。为解决上述问题,提出了一种采用正负斜率线性调频信号的双发模式下视三维SAR成像新方法,可以大幅减少天线阵元的数目,提高雷达平台的空间利用率,有效降低工程实现的难度。分析校正了俯仰向的距离徙动因子,给出了双发模式下回波信号的处理方法。进行仿真的结果证明了改进的三维成像方法对成像优化的有效性。

机载下视三维成像合成孔径雷达空间分辨特性

介绍了基于阵列天线的机载下视三维成像合成孔径雷达(3D-SAR)实现三维分辨成像的基本原理,建立了机载下视3D-SAR的原始回波信号模型,得到了回波信号分别在方位向、跨航向和高程向上的波数域支持带,推导了机载下视3D-SAR的空间三维分辨率的解析表达式.结合计算机仿真,分析了机载下视3D-SAR的空间三维分辨特性,并重点分析了影响跨航向分辨率和高程向分辨率的系统参数,得出了机载下视3D-SAR在跨航向和高程向上的分辨率都具有空变特性的结论.本文的研究对系统参数设计和系统性能指标分析有一定的指导意义.

基于跨航向稀疏阵列的机载下视MIMO 3D-SAR三维成像算法

基于阵列天线的SAR 3维成像技术是实现SAR 3维高分辨成像的重要方式之一。该文通过沿飞行平台跨航向稀疏地布置多个收发天线阵列单元,构造了跨航向稀疏下视阵列天线构型的MIMO(多发多收)机载3D-SAR,并分析了跨航向稀疏下视阵列MIMO机载3D-SAR的成像几何、3维回波信号模型,提出了适用于跨航向稀疏下视阵列MIMO机载3D-SAR的3维成像算法,最后通过仿真实验验证了算法的有效性并对结果进行了分析。

机载交轨稀疏阵列天线雷达的下视三维成像处理

该文研究了机载交轨稀疏阵列天线雷达的下视3维成像处理问题。将稀疏阵列天线布设在载机交轨向,采用频分正交信号实现多发多收以提高发射功率,利用多相位中心孔径综合原理将稀疏阵换成满阵,采用与空间位置相关的匹配滤波器使不同子带信号孔径综合后相位中心的空间位置相同,进一步将子带信号合成宽带信号以提高距离分辨率实现下视3维成像。为了扩大观测幅宽,提出将ScanSAR模式与SweepSAR模式相结合的扫描方式,以降低雷达系统的脉冲重复频率。分析了机载交轨稀疏阵列天线雷达的系统参数,通过仿真验证了该文方法的有效性。

海底掩埋物下视合成孔径三维成像方法研究

受海底沉积层回波影响,掩埋物探测及成像难于实现,针对此问题本文提出一种基于平面阵的合成孔径下视三维成像算法,该算法采用平面阵合成孔径处理方法,可以有效地提高沿航迹方向的成像分辨率。与此同时,垂直航迹方向通过基于实孔径阵列的常规波束形成实现目标成像。仿真实验表明:基于平面阵的合成孔径下视三维成像算法沿航迹方向的成像分辨率依赖于合成孔径长度及信号的中心频率,沿航迹方向信噪比随着合成孔径长度增加而增加。另一方面,垂直航迹方向分辨率随测绘高度的增加而明显下降。采用沿航迹方向单排阵元的简化平面阵声纳进行浅海海域掩埋线缆目标的海试试验并处理了海试数据。处理结果显示,在现实的浅海水域环境下,采用平面阵布阵方式的合成孔径下视成像声纳可以对海底掩埋目标进行有效成像。

一种交替发射模式的机载MIMO-SAR下视三维成像方法

对阵列天线合成孔径雷达三维成像问题进行了研究.针对传统单发模式下视三维合成孔径雷达成像所需天线阵元多、空间利用率低的问题,提出了一种基于交替发射模式的多输入多输出合成孔径雷达下视三维成像方法.首先分析了交替发射模式下的下视三维合成孔径雷达回波信号模型,其次结合等效相位中心原理和波束形成技术给出了机载多输入多输出合成孔径雷达下视三维成像方法.该方法可以大幅减少天线阵元的数目,提高雷达平台的空间利用率,有效降低工程实现难度.

一种基于稀疏MIMO线阵的毫米波下视三维成像雷达

给出了一种基于稀疏MIMO线阵的毫米波下视三维成像雷达系统设计方案,包括硬件设计、控制策略、软件设计等。针对所提方案,进行了系统级算法仿真。仿真结果表明,所提方案可实现下视三维成像,在200 m高度处三维成像分辨率可达到1 m(跨航向)×1 m(方位向)×1.2 m(高度向)。

基于三次B样条函数的地形重构方法研究

针对激光雷达前下视成像在飞行器自动导航中的应用 ,提出了一种高精度地形生成方法 .该算法采用三次均匀B样条函数重采样方法 ,具有精度高、计算简单的优点 ,可以满足激光雷达前下视成像在飞行器实时地形回避和地形匹配中的应用 .仿真实验结果也证明了本文方法的有效性和实际应用价值 .