地基空间目标监视雷达大气折射误差修正方法研究

大气介质垂向非均匀分布会使穿行其中的电磁波发生折射现象,尤其是其中的对流层和电离层,可造成电磁波传播延迟及路径弯曲,进而导致地基空间目标监视雷达测距和测角误差。本文基于射线追踪法实现了大气折射误差建模,推导了雷达测距和测角误差关于大气折射指数垂向分布的精确表达式,并详细阐述了地基空间目标监视雷达大气折射误差修正原理及流程,相比于传统的误差近似模型及修正方法,本文所提出的误差模型更准确、修正方法更有效。基于对流层和电离层模型获取大气折射指数垂向分布特性曲线,进行大气折射误差数值仿真,结果表明,本文方法在大气分层不同间隔取值下的误差补偿精度更高、性能更稳健,特别是在低仰角情况下,其性能优势更加明显。

短相干处理间隔条件下机载监视雷达风电场杂波抑制方法

风能作为一种清洁能源已受到各国关注。风电场的存在除对地基雷达产生影响外,还可能对机载监视雷达等工作性能产生影响。短相干处理间隔(Coherent Processing Interval,CPI)导致的机载监视雷达回波信号谱分辨率降低及风电场杂波微动特征不明显等问题,会影响杂波抑制性能,考虑到载机平台运动对雷达回波频谱的调制作用及地杂波的影响,利用瞬态雷达回波在频域的稀疏特性,提出基于增广拉格朗日优化及分裂变量(Augmented Lagrangian Method and Variable Splitting,ALM-VS)的机载雷达风电场回波特征恢复方法,首先对短CPI机载监视雷达回波信号滑窗,得到多个雷达回波信号分量,其次利用分裂增广拉格朗日方法迭代求解各分量的最优表示系数,恢复各个信号分量,利用恢复后的各个信号分量逆滑窗重构完整数据,以此提升短CPI机载监视雷达风电场雷达回波频谱分辨率及微动特征,在此基础上进一步利用形态成分分析(Morphological Component Analysis,MCA)和低秩矩阵优化(Low-Rank Matrix Optimization,LRMO)相结合的方法实现短CPI机载监视雷达非平稳动态风电场杂波的抑制。实验结果表明,ALM-VS特征恢复方法在目标与杂波处于相同距离单元和不同距离单元情况下均可提升短CPI机载监视雷达回波信号谱分辨率,增强其微动特征,实现风电场杂波抑制。在相同条件下,与迭代自适应(Iterative Adaptive Approach,IAA)特征恢复方法相比,所提的ALM-VS特征恢复方法的运算效率提升85.6%。

空管一次监视雷达信号处理方法研究

空管一次雷达获取的雷达数据由于包含异常值、存在干扰或数据点缺失,需选取合适的处理方法,以获取有效测量值。本文设计并验证了4种雷达信号处理方法,即基于线性回归的方法、巴特沃斯低通滤波、零相移滤波、分段滤波。利用基于线性回归的方法进行了异常数据的剔除和补偿;利用巴特沃斯低通滤波后去除了高频噪声,曲线光滑无毛刺,但结果存在滞后且开始部分有扰动;零相移滤波解决了高频噪声的干扰,但同时抑制了波形和信号的峰值。最终设计了分段滤波的方法,结合低通滤波和线性回归,将数据分段,峰值部分采用线性回归,其他部分低通滤波。既保留了雷达信号的峰值,避免波形被抑制,同时去除了高频噪声,为后续的计算奠定基础。

基于多目标航迹起始算法的船舶雷达监视系统设计

针对海面机动目标实时跟踪难、定位精度低等问题,为进一步拓宽近海领域监管,保证邻海安全,船舶雷达监视系统的优化设计与实现是值得深入研究的方向。通过对船舶雷达监视系统的架构分析和功能设计等研究,利用多源数据融合技术实现对近海船舶目标的实时、动态、立体的区块化智能监控。并针对船舶机动目标跟踪这一核心问题,提出了一种基于非线性无迹卡尔曼滤波(UKF)的多目标航迹起始算法,能有效提高目标探测概率并降低虚假航迹,并通过仿真验证了算法的有效性。该研究具有一定的参考价值。

S模式二次雷达监视协同技术研究与应用

在新一代S模式二次雷达设计中,为了减少空中异步干扰(FRUIT)和利用有限的S模式Ⅱ/SI码,通常一组S模式二次雷达地面站会被分配同一个询问机识别码(Ⅱ码)或监视识别码(SI码),由网络连接起来,组成一个集群,建立监视协同网络,所有S模式二次雷达地面站之间通过移交相邻的威力覆盖范围内的飞机,保证雷达的监视性能。本文对S模式二次雷达监视协同技术进行深入研究,并通过模拟环境进行功能测试和效果验证,拓展了二次雷达S模式的应用。

基于弹道预报的相控阵雷达监视空域研究

该文以弹道导弹防御为背景,研究在有预警信息条件下相控阵雷达监视空域的问题。首先讨论了无先验指示信息条件下相控阵雷达监视空域,然后在分析弹道预报及其精度的基础上,给出了小窗口位置和半径的递推算法以及坐标转换公式,建立了基于弹道预报的战术相控阵雷达小窗口监视空域模型,并且与全空域搜索比较了检测性能,最后进行了仿真验证。

机场场面监视雷达目标检测新方法

机场场面监视雷达可得到高分辨率实孔径图像,常规的雷达目标检测方法难以检测出其中的目标。本文首先分析了场面监视雷达目标检测中的问题,然后根据场面监视雷达回波信号的特点,提出了一种基于数字图像处理思想的目标检测新方法。给出了算法处理的基本流程和主要模块的具体实现方法。国内机场实测数据的处理结果表明本文算法可靠地检测出目标区域,目标团簇凝聚处理可有效消除孤立虚警点并填充目标区域内部漏警块。本文提出的方法对于场面监视雷达系统的研制有一定借鉴意义。

机载监视雷达地杂波背景中的CFAR检测方法

在充分考虑了具体雷达体制和工作环境的基础上认为,采用二维有序统计恒虚警处理方法(2D OS CFAR)适合于机载监视雷达地杂波背景中的恒虚警概率(constantfalsealarmrate,CFAR)检测。同时,对该方法在不同杂波背景、不同窗口大小、不同干扰数目时的检测性能进行了理论分析和实验仿真。仿真结果表明,该方法能有效地提高机载监视雷达对地工作方式时的CFAR检测能力。

扫描工作模式的航管监视雷达风电场回波信号的微多普勒特征分析

风电场可能对航管监视雷达等电子设备产生严重影响。风电场回波是多个风轮机回波的相干叠加,由于复杂的多径环境使得航管监视雷达产生大量的虚假目标,因而分析风电场回波信号的微多普勒特征对风电场杂波检测与抑制,保证民航飞行安全具有重要意义。本文在风轮机回波信号散射点叠加模型的基础上,对扫描工作模式的航管监视雷达风电场回波信号进行了建模与仿真,详细分析了风电场中多个风轮机之间和风轮机与地面之间的多径效应对回波信号微多普勒特性的影响。仿真结果与理论推导进行了对比分析,证明了本文算法的有效性。

一种将自动相关监视目标转换为伪雷达目标的信息转换方法

为使基于雷达监视的空中交通管制系统具备对自动相关监视 (ADS)目标的监视能力 ,本文提出了一种将ADS目标转换为伪雷达 (pseudo- radar)目标的信息转换方法 .该方法通过航迹跟踪、剖面推算、目标截取和数据重构四个主要处理过程 ,实现ADS目标信息到雷达目标信息的异步转换 .使用该方法对目标信息预处理后 ,基于雷达的空中交通管制系统不需任何修改就可实现对ADS目标的监视 .

基于ADS-B的多雷达民航空管安全监视体系

从我国民航空中交通量不断增加的具体情况出发,通过分析ADS-B(广播式自动相关监视)系统的技术特点和仔细研究ADS-B与多雷达协同监视系统对雷达信息进行处理的方法,探讨了一种将星基ADS-B监视技术与陆基多雷达监视技术相结合的理论模型,为将来对该系统进行深入研究提供了理论基础。

空间监视相控阵雷达匹配搜索技术研究

研究空间监视相控阵雷达搜索方法问题。针对常规搜索方法所面临的低轨目标拦截概率和搜索范围间的矛盾,提出基于空间碎片运动特性的匹配搜索方法。基于不同轨道高度空间碎片对搜索数据率要求的差异性,充分利用发射波束的主瓣宽度,将搜索屏看成"慢搜索远距离"和"快搜索近距离"的两个等效搜索屏,分别用于探测高、低轨道目标。在此基础上,通过优化轨道高度划分和波束编排,实现不同轨道高度目标的匹配数据率搜索。最后,利用实际空间碎片轨道根数和雷达散射横截面积数据,仿真比较了匹配搜索方法与常规搜索方法的探测效能,结果表明,匹配搜索方法对于低轨空间碎片的探测效能远高于常规搜索方法,对空间监视相控阵雷达搜索策略和资源管理方法的研究具有重要意义。

A-SMGCS的多场面监视雷达多目标航迹相关

航迹融合由航迹相关和航迹合成组成,航迹相关是航迹融合的前提;针对先进场面运动引导控制系统(A-SGMCS)中场面监视雷达对目标的跟踪,文中研究了多场面监视雷达的多目标航迹相关问题;首先,建立分布式多场面监视雷达多目标航迹融合的总体框架,利用GPS授时和外推内插的方式进行场面监视雷达的同步,利用坐标平移实现空间对准;然后,介绍基于层次划分思想的聚类算法,再利用此方法进行多场面监视雷达多目标跟踪的航迹相关研究;最后,进行了仿真验证;仿真结果表明,文中所采用的方法对目标数确定和不确定的航迹都能够进行正确相关,有效地解决了场面监视雷达的航迹相关问题。

机场场面监视雷达系统设计

机场场面监视雷达是机场地面态势监视的重要手段,目前机场场面监视雷达产品几乎全部为国外公司制造。首先,给出了机场场面监视雷达的系统功能要求,并分析了对其具体技术要求;然后,提出了一种机场场面监视雷达系统的设计方案,介绍了方案的主要特点、系统组成、工作原理和关键技术;其次,根据场面监视雷达回波信号的特点,给出了基于数字图像处理思想的目标检测新方法;最后,介绍了场面监视雷达工程样机的研制和试验情况,给出了试验结果。文中提出的方法对于场面监视雷达系统的研制有一定借鉴意义。

S模式地面二次监视雷达及其关键技术分析

介绍了S模式地面二次监视雷达的组成和工作原理,结合实际情况与工程经验提出了实现S模式二次监视雷达的关键技术,并逐一进行了论述,最后提出了我国空管监视技术从A/C模式过渡到S模式的建议。

空间目标监视雷达大气折射探测校准方法

分析了大气环境对空间目标监视雷达电波传播的影响,并重点对测距、测角误差进行了分析;然后,对对流层、电离层探测与校准方法进行了综述和总结;最后,利用外场实测数据对基于气象数据和双频全球定位系统(GPS)的对流层、电离层探测与校准方法进行了验证,取得了较好的修正效果。

场面监视雷达仿真系统的地面运动数学模型

组织开发了场面监视雷达模拟训练系统,它是高效且低成本培养和提高塔台管制人员塔台管制技能的仿真训练设备。主要分析和介绍了该系统中航空器地面运动仿真的核心算法,建立的航空器地面运动数学模型包括匀速滑行、匀变速滑行、匀速转弯、最短路径选择等。这些算法简捷、高效、实用,仿真效果良好,达到了仿真训练的要求。

某场面监视雷达结构总体设计

分析了场面监视雷达的特点,针对某地基水面监视雷达红外系统设计要求,提出了一体化的并行设计理念,并对雷达结构总体设计进行了分析和计算,解决了整体空间布局设计、天线座集成化设计、支撑架设计、俯仰机构设计、收发单元设计和热设计。外场试验实测数据验证了雷达系统对水面移动物体的探测能力。