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。

地面预警监视雷达PHM技术现状与应用发展研究

为了更好地促进故障预测与健康管理(PHM)技术在地面预警监视雷达中的发展与应用,提升部队自主保障能力和效率,以及降低部队保障压力,文中首先从系统架构、数据采集、数据处理、状态监测、故障预测、健康评估、维修决策等方面阐述了与地面预警监视雷达相关的PHM技术的研究现状;然后指出了地面预警监视雷达PHM技术在走向有效的工程化应用方面所面临的状态参数和特征信号难以获取,故障预测技术还不成熟,雷达PHM研制和验收无标准可依等制约因素;最后根据地面预警监视雷达的技术发展趋势以及使用和维修保障特点,从面向雷达PHM需求的测试性设计、大数据云平台PHM体系架构、基于数据驱动的预测技术和雷达PHM标准研究等方面展望了雷达PHM技术需进一步研究的内容和方向。

基于ADS-B数据的一次雷达系统误差配准方法

针对大误差一次雷达测量过程中雷达配准方法的精度提升问题,分析了一次雷达误差分布特性,以广播式自动相关监视系统的航迹数据为真值,提出了基于改进轨迹跟踪滤波的实时雷达配准方法。采用点云配准方法中随机抽样一致性的迭代最近点法,对基于期望增加模型的变结构交互式多模型算法中的偏置函数进行了改进,有效减少了随机误差在配准过程中的影响,并获得最优的偏置参数,以提升大误差一次雷达配准的精度。算例分析结果表明,该方法配准后可使所选一次雷达俯仰角平均绝对误差降低至0.04°,方位角平均绝对误差降低至0.07°,为雷达系统误差配准提供新方法支撑。

空间目标监视雷达电波折射修正方法

电波环境造成的电波折射对空间目标监视雷达的探测精度影响非常大。论文对对流层和电离层进行数学建模;提出采用数据驱动模型的方法更新模型,以此提高模型精度;推导了目标位于大气层内和电离层内的电波折射修正公式;采用气象实测数据和电离层探测数据分别驱动对流层和电离层模型,并开展了2种模型精度分析验证。最后对空间目标监视雷达开展了电波环境折射修正仿真验证,实验结果表明:雷达斜距测量误差减小了36.9%,仰角测量误差减小了24.3%。论文提出的方法已在某型雷达进行了工程应用,与原系统经验公式修正相比,修正效果明显。

基于轨道理论的空间目标监视雷达状态实时核验方法

为实现空间目标监视雷达状态的实时监测,提出了一种基于轨道理论的空间目标监视雷达状态实时核验方法.首先基于轨道理论实时计算空间目标每一跟踪弧段的量测值与理论计算值之间的偏差,根据偏差从数据级判断雷达工作状态以及数据质量;然后准实时利用精密星历和雷达量测定量分析雷达跟踪精度.实验分析表明,该方法通过实时和准实时结合,可有效提升数据整合和开发利用能力,为空间作战任务的决策提供数据支持的能力.

基于T-S模糊故障树模型的场面监视雷达磁控管的故障推理研究

针对机场监视雷达磁控管运行时间短、实时运行数据难以大量获得的特点,为了实现雷达收发系统磁控管的快速故障推理分析,提出一种基于T-S模糊故障树模型的故障推理方法。利用该方法能够定性分析与定量计算的突出特点,采用新疆某机场场面监视雷达磁控管作为研究对象,对磁控管的故障事件及其可能造成故障的各个故障事件用相应的事件代码表示,并通过模糊数语言集描述这些事件,再根据事件关系所构建的T-S模糊故障树故障推理模型进行推理分析,最后通过实验结果验证该方法的可靠性和有效性。与传统的人工故障排查方法相比,其能够对磁控管故障事件进行更加全面且高效的推理分析。该方法为磁控管的故障推理分析在工程上的实践应用提供了新思路。

基于粒子群算法的低轨重点卫星雷达协同探测任务规划方法

为提升定轨、成像、目标特性测量等多种模式下的观测效率,基于粒子群算法提出了一种低轨重点卫星雷达观测任务规划方法。相较基于优先级的任务规划方法,文中方法可对所有卫星按给定观测频次无丢失观测,满足雷达视场、时间窗口、任务切换等约束。使用雷达仰角、斜距、雷达截面积构建权值对基于观测时长的目标函数进行修改,并使用粒子群优化算法求解最大总观测时长或最快完成时间。仿真场景为两部假想地面雷达协同对30颗低轨重点卫星做24 h~72 h观测。结果表明,所有卫星无丢失观测,最大总观测时长和最快完成时间分别为18622 s和15 h 16 min(场景时间:24 h)。使用带有权值的目标函数可获得平均观测仰角、斜距的改善,而总观测时长基本一致。

水面导航与监视雷达技术进展

国土与领海安全以及水面和海洋经济的发展,对水面导航与监视雷达提出了新的需求。梳理了水面导航与监视雷达的应用功能需求变化,综述了近十年来国内外的最新产品与技术发展状况,分析了该类雷达相关技术的一些发展方向,指出综合集成多种雷达体制、多频段、多极化与多功能将是新产品的常态,基于特征的目标检测与弱小目标检测前跟踪是学术研究的主要方向,经典的目标检测与跟踪算法仍然在工程应用上持续完善。

面向预警监视任务的雷达组网智能化资源调度

针对当前预警监视任务中雷达组网资源调度方法难以与太空目标数量井喷式增长、太空武器多样化发展的趋势相适应,而资源调度具有场景复杂、计算量大、精度要求高等特点的问题,在对反导预警与空间目标监视2类任务中资源调度原则分析的基础上,引入层次分析法与人工智能算法对资源调度问题进行求解,在任务和雷达2个层面实现了面向预警监视任务的雷达组网智能化资源调度。在任务层面,基于层次分析法对任务优先级进行了划分,为面临多个任务冲突时的任务优先选取提供了解决途径;在雷达层面,通过构建2类任务场景下的资源调度模型,在模拟退火算法和粒子群算法的基础上进行改进,提出了面向目标分配排序作业的模拟退火混合离散粒子群算法,对资源调度方案优化中的计算时间、资源节省率、算法合格率等3个指标进行了提升,有效提高了预警监视任务中雷达组网的探测效能。

基于ADS-B和WEB的雷达精度分析系统

方位角、俯仰角、距离三维精度是三坐标雷达的重要技术指标,通常使用动态标校的方式进行标定;为解决动态标校试验周期长、成本高、难度大、在使用维护阶段难以实施等问题,文章介绍了一种基于广播式自动相关监视系统(ADS-B)的雷达精度准实时分析系统;文章从ADS-B数据率、位置精度、最大可接收距离等多个方面探讨了民航航迹用于雷达动态精度分析的可行性;采用Django框架设计、实现了WEB架构的雷达精度准实时分析系统;并使用高精度雷达对系统进行了验证、标定、系统误差补偿;最后,系统在某中远程雷达上进行多个批次测试,结果表明该方法有效且可行。

《现代雷达》专题征稿通知“多平台多体制雷达成像和识别技术”专题

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)成像作为一种先进的雷达成像技术,具备对观测对象高分辨成像及目标精细化表征能力,在地形测绘、环境监视、灾情调查和信息获取等方面具有重大应用价值。随着雷达平台与应用场景不同,SAR自发展以来已演变出多种典型成熟成像体制,可大致分为机载SAR、星载SAR、弹载SAR、地基ISAR等。由于不同平台运动特性具有差异性,多平台多体制雷达成像所面临的核心问题和关键技术具有一定区别,如机载SAR成像更多关注运动补偿问题、星载SAR成像更多关注非线性轨迹深度聚焦等。因此,随着未来雷达高分辨成像需求不断增加,开展多平台多体制雷达成像关键技术研究具有重大意义。

《现代雷达》专题征稿通知 “多平台多体制雷达成像和识别技术”专题

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)成像作为一种先进的雷达成像技术,具备对观测对象高分辨成像及目标精细化表征能力,在地形测绘、环境监视、灾情调查和信息获取等方面具有重大应用价值。随着雷达平台与应用场景不同,SAR自发展以来已演变出多种典型成熟成像体制,可大致分为机载SAR、星载SAR、弹载SAR、地基ISAR等。由于不同平台运动特性具有差异性,多平台多体制雷达成像所面临的核心问题和关键技术具有一定区别,如机载SAR成像更多关注运动补偿问题、星载SAR成像更多关注非线性轨迹深度聚焦等。因此,随着未来雷达高分辨成像需求不断增加,开展多平台多体制雷达成像关键技术研究具有重大意义。

一种无人机载监视雷达模拟数据生成方法

无人机载监视雷达是无人机探测与避让系统的一部分,为无人机安全飞行提供重要保障。针对无人机载监视雷达的航迹处理单元所需的数据源,提出一种模拟数据生成方法,用以检测航迹处理的效果。首先,分析了无人机载监视雷达探测目标的相关参数,对运动目标进行建模;其次,产生目标数据、触发数据,并存储到数据文件;最后,经过数据读取、数据整合,将数据发送。该方法有效地解决了航迹处理单元需要的模拟数据生成问题,节省了调试成本,提高了调试效率。

《现代雷达》专题征稿通知 “无人机特性与雷达探测识别技术”专题

无人机在战场监视、情报侦察、电子对抗、精确打击等方面的广泛应用,改变了现代战争的作战样式、作战进程和指挥方式,极大地提高了战争的效费比。由此,反无人机成为夺取战场主动权的制高点。

机场多点定位场面监视雷达信号处理技术分析

本文以机场多点定位场面监视雷达信号处理技术为主要研究对象,先对该技术的应用原理进行了简要叙述,然后在明确其数据信息交互方式的基础上,详细阐述了机场管理人员应如何利用该技术对远端站和中心站的数据信号进行处理,最后从两方面入手提出了该技术的优化对策。目的是为机场管理人员和技术人员的日常工作提供一定的借鉴与参考,提高我国机场监测的能力和水平,推动我国机场的平稳运行和持续健康发展。

《现代雷达》专题征稿通知 “无人机特性与雷达探测识别技术”专题

无人机在战场监视、情报侦察、电子对抗、精确打击等方面的广泛应用,改变了现代战争的作战样式、作战进程和指挥方式,极大地提高了战争的效费比。由此,反无人机成为夺取战场主动权的制高点。雷达对无人机的探测识别是反无人机的核心关键,也是当前学术界研究的热难点。无人机不仅RCS小、速度慢、机动性强,而且具有复合材质、种类繁多、结构各异。现有防空警戒雷达、低空监视雷达对无人机及时发现难、稳定跟踪难、准确识别难。同时,考虑到城市作战、电子干扰等复杂环境,雷达对无人机的探测识别面临着一系列难题亟待解决,包括无人机蜂群与鸟群识别、小型固定翼无人机探测与识别、城市背景下微小型悬停无人机探测、携弹固定翼无人机识别等。由于反无人机作战的迫切需求,近年来,国内外学者掀起了无人机雷达探测识别技术研究的热潮。

《现代需达》专题征稿通知 “多平台多体制雷达成像和识别技术”专题

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)成像作为一种先进的雷达成像技术,具备对观测对象高分辨成像及目标精细化表征能力,在地形测绘、环境监视、灾情调查和信息获取等方面具有重大应用价值。随着雷达平台与应用场景不同,SAR自发展以来已演变出多种典型成熟成像体制,可大致分为机载SAR、星载SAR、弹载SAR、地基ISAR等。