基于ADBF的多通道SAR抗干扰样本选择方法

针对多通道SAR抗干扰问题,可以利用空域自由度通过自适应波束形成技术达到增强期望信号、抑制干扰的目的。在波束形成过程中,计算各阵元的最优权矢量时,需要通过选取干扰和噪声的数据样本估算干扰加噪声协方差矩阵。若选择的数据样本中掺杂目标信号,则目标信号将会被误判为干扰并被抑制。针对多通道SAR抗干扰过程中需要注意的样本选择问题,通过消除方位向频域中主杂波宽度内的目标分量,得到干扰加噪声数据样本,继而计算协方差矩阵,并进行波束形成。通过实测数据成像结果及干噪比和信噪比指标验证了提出的自适应样本选择方法的有效性。与直接样本选择方法相比,自适应样本选择方法在信噪比上提高了近8 dB,干噪比下降了近6 dB,说明了该方法有效地保留了目标信号,抑制了干扰信号。

极区飞行间接格网惯性导航算法

为克服极区经线收敛引起的惯导系统定位定向难题,同时为实现中低纬度地区和高纬度地区导航算法形式的统一,提出了以游移方位惯导编排为内核的极区间接格网导航算法。推导了游移坐标系和格网坐标系间的方向余弦矩阵,以此可间接获取格网航向和格网速度,同时用地心地固坐标替换经纬高定位参数,解决了极区的导航定位问题。仿真分析了两组特定飞行轨迹下的算法性能,并与直接格网惯导力学编排算法进行了比较,结果表明二者导航精度相当,可满足极区导航的需要。

一种提高地震信号方位角估算质量的偏振分析法

为了提高三分向台站方位角计算的准确性,结合DRSN软件处理方法的思想,在原有采用固定频带滤波后进行偏振分析的基础上增加了信号检测频带,选择最佳结果作为偏振分析结果。测试结果表明:该方法提高了能量分布在较窄频带的震相和分布于较高频带的区域震相的偏振分析质量,有效改善了方位角估算的准确性;对于方位角残差不具备正态分布的台站,其结果没有改善。

薄互层等效横向各向同性的研究

当由各向同性介质组成的薄互层各层的层厚均远小于地震波的波长时，薄互层会表现出等效横向各向同性。本文发展了横向各向同性介质中波传播的矩阵方法，并利用传播矩阵分别计算了波通过各向同性和等效横向各向同性介质的反射、透射理论地震图。通过比较两者计算的结果，认为对于会直或接近于垂直入射的情况下各向同性介质中的传播矩阵方法对薄互层仍然适用，同时也证实了薄互层的等效横向各向同性。对斜入射时，两者不完全相符。

运动平台目标引导数据解算及误差分析

根据平台和目标的位置、姿态信息,利用旋转矩阵建立了运动平台目标引导模型。在此基础上进行仿真分析,通过计算平台和目标数据存在不同水平误差条件下引导数据的精度,研究了平台和目标数据对引导数据精度的影响。仿真结果表明,对方位角引导数据精度影响较大的参数为平台经度,纬度以及航向角;对俯仰角引导数据精度影响较大的参数为平台经度、纬度、俯仰角以及横滚角;对距离引导数据精度影响较大的参数为平台经度和纬度。

CCD非可视区域下空间方位角检测方法

传统单目视觉系统在测量物体空间方位角方面存在一定的局限性,只能检测出视场范围内物体的空间方位角,对于不在CCD视场范围内物体的检测难以实现。为此,提出一种旋转矩阵法来测量非可视区域下物体的空间方位角。旋转矩阵法根据张正友标定法原理,通过对合作目标上的特征点进行识别标定处理,求出合作目标旋转轴空间方位角,间接求出物体在CCD非可视区域下的空间方位角。实验表明,该方法具有一定的可行性和稳定性,采用该方法计算出的物体空间方位角的均方根误差均不高于0.06°。

Z型正交波罗棱镜腔的特性研究

使用琼斯矩阵光学,理论分析Z型正交波罗棱镜腔运转特性。在不同波罗棱镜折射率情况下,分析波片方位角与偏振透过率、反射臂的有效反射率、输出臂的耦合反射率以及补偿波罗棱镜相位延迟的波片数关系。使用四阶龙库塔法则结合速率方程,理论分析耦合反射率的改变对调Q脉冲能量和宽度的影响。

正交各向异性介质多参数建模方法研究

正交各向异性处理方法在各向异性特征明显的复杂裂缝地区的应用效果良好,但正交各向异性介质多参数建模方法尚不成熟。首先针对正交各向异性介质特性,通过分方位速度分析确定裂缝发育方向、提取方位各向异性参数,并采用融合公式建立正交各向异性参数初始模型;然后建立方位正交各向异性层析矩阵,制定先分方位、再联合的多参数反演策略;最后建立描述地震波速度方位特性的正交各向异性参数精细模型。三维模型数据试算和实际资料处理结果表明,所建立的模型参数分布合理,与真实地质情况吻合度高,有效改善了基于此模型的OVT域成像道集拉平效果,进而提升了断裂和缝洞储层成像效果,为准确预测断裂以及AVO精细分析提供了可靠的成果数据。

旋转波片偏振仪波片方位误差研究

旋转波片Stokes偏振仪是最常用的测量光束偏振态的仪器。波片快轴方位误差是影响旋转波片Stokes偏振仪的主要误差源之一。为了研究波片方位偏差对测量精度的影响,提出了一种描述波片快轴方位误差向最终的偏振测量误差传递的数学模型,并引入协方差矩阵法表征偏振测量误差。根据这一模型,获得最优的偏振仪配置参数。在推导过程中,假设波片方位误差服从同一高斯分布。基于此误差模型,得到如下结论:(1)由波片方位误差引入的测量误差与光强测量次数N成反比;(2)测量误差独立于入射光强度,但是依赖于入射光偏振态(s1,s2,s3)和波片的位相延迟量δ;(3)波片位相延迟量在(103.22°,116.13°)范围内时波片方位误差引入的测量误差最小。最后,经过仿真实验证明,所得解析结果与仿真模拟结果相一致。

一种适用于近极点地区的惯性导航算法

为克服游动方位惯性导航方法在近极点地区使用时难以区分游动方位角和经度值等缺陷,提出一种当船舶即将进入近极点地区时,将导航坐标系凝固(即位置矩阵保持不变),直到船舶离开近极点地区的近极点导航算法。该算法等效于假设地球弯曲半径无穷大或平面运动,这样近极点地区的导航将变成二维平面的导航。理论分析结果证明:所提出的方法能克服游动方位惯性导航的不足,且计算量小,可为近极点地区的船舶航行提供精确的导航定位信息,满足近极点地区船用惯性导航的定位精度需求。

控制网最小独立闭合环的搜索算法

针对人工和一些商业软件搜索独立闭合环的不准确性及其低效性,本文借助图论知识,提出了一种有效而简便的算法,可以利用计算机自动搜索出所有的独立闭合环。即用无向连通图表示控制网,构建矩阵表示控制网观测边的关系,通过处理变换矩阵使计算机能快速准确搜索到最小独立闭合环;通过实例分析证明此种方法在GPS控制网的可行性,且理论上该方法也能较好地运用于平面网及水准网闭合差中闭合环的的搜索及解算问题,对工程测量中闭合差的求解有一定借鉴作用。

基于测量时差和方位角的定位方法的误差分析

为实现对静/动目标的有效定位,推导出定位精度的几何稀释(Geometric Dilution of Positioning Accuracy,GDOP)的协方差矩阵计算公式和GDOP的影响因素。利用时差和目标方位角对静/动目标进行定位的基本原理,可得到定位精度的一般表达式及其理论曲线,以及其目标和接收机之间的相对几何关系与测量误差的关系,可有效实现对静/动目标的定位。

基于统计信道模型的MIMO多天线系统性能研究

由于多径效应的存在,MIMO无线传输系统的性能很大程度上取决于衰落信号空间相关性.研究基于统计的传输信道模型,及在此模型下MIMO多天线系统的接收性能.在理想基站天线结构下,用户终端(UT)的波达信号方位功率谱(APS)模型可应用到Kronecker MIMO信道模型中.研究在Kronecker MIMO信道模型中方位功率谱对MIMO分集和多天线系统性能的影响.数值仿真结果表明:此统计信道模型下的参数估计符合理论和经验;提出的统计信道模型及分析法扩展了以前的MIMO信道模型建模,降低了计算和分析的复杂度.

基于干扰方位跟踪的自适应干扰抑制方法

针对复杂海洋环境中声呐探测弱目标易被强干扰淹没的问题,提出一种对被动声呐探测到的强干扰源进行跟踪抑制的方法,通过对观测数据的互谱密度矩阵(Cross Spectral Density Matrix,CSDM)进行特征分解,根据干扰方位范围的先验知识,对干扰源的方位进行跟踪,依据方位信息选择代表强干扰的特征向量,依此根据不同的算法重构剔除了干扰信息的CSDM。数值仿真和海试数据验证结果表明,该方法能够在已知干扰初始方位区域的情况下自适应地抑制强干扰,较好地保留并提取目标信息,检测出感兴趣的目标。该方法为后续的目标识别与跟踪提供了有利条件。

方位引出装置框架误差分析与修正

炮兵指挥车通过方位引出装置实现对目标方向和位置的测量。采用两环结构的方位引出装置存在着框架误差,影响对目标位置和方位角的测量精度。通过应用方向余弦矩阵法,研究了框架误差的产生机理,推导了框架误差的补偿公式。通过数学分析和仿真,验证了方位引出框架误差补偿的正确性。实验结果证明:该补偿方案能够对方位引出两环结构带来的框架误差进行实时修正,补偿后的精度(PE)≤0.3 mil,满足战技指标要求,实现对目标位置和方位角的准确测量。

施密特棱镜偏振特性的研究

为了分析施密特棱镜对自然光和部分偏振光的传输特性,使用Pauli旋转矩阵把施密特棱镜的Jones矩阵转换成Mueller矩阵。将一束部分偏振光经过施密特棱镜后分成两路偏振度相同的部分偏振光,再把两路部分偏振光各自分解为自然光与椭圆偏振光,发现两路椭圆偏振光的椭率角相同,方位角不同,由此可知两路部分偏振光是不相同的。理论和实验分析均表明,在部分偏振光入射时的偏振度和方位角的关系一定时,出射后两路部分偏振光中的椭圆偏振光的椭率角相等,方位角不等。

基于时域旋转不变技术的目标方位估计方法

针对频域旋转不变技术存在的时频变换所需采样点数和协方差矩阵估计所需快拍数需要折中处理问题,提出基于时域旋转不变技术的目标方位估计方法。该方法利用两傅里叶变换对阵列接收数据进行复解析变换处理,获取时域解析数据,并按窄带划分方式对其滤波处理;在不需要对解析数据做时延迟补偿情况下,通过多个时域采样点累积方式解决协方差矩阵估计所需快拍数问题,得到协方差矩阵估计值;通过旋转不变技术实现对该频带目标方位估计。数值仿真及实测数据处理结果表明,相比频域旋转不变方法,本文方法保持对目标方位估计精度前提下,在最低输入信噪比要求上降低了5 dB,进一步拓宽频域旋转不变方法在工程领域的实现方式。

一种复域压缩感知目标方位估计方法

针对频域压缩感知目标方位估计方法的性能退化问题,本文通过对线列阵接收信号进行复解析变换,按预估方位在复域对各阵元信号进行时延补偿、相关和累积处理,构建复域感知矩阵和测量值,采用复域压缩感知方法实现空间谱合成和目标方位估计.数值仿真和实测数据处理结果表明,在同一检测概率下,相比频域压缩感知方法,该方法对输入信噪比的最低要求得到近10lgMdB(M为通道数)的降低,提升了对弱目标的检测能力.

双基星载HRWS-SAR系统方位向信号重构的矩阵求逆算法

双基星载高分辨率宽测绘带SAR系统(HRWS-SAR)的方位向信号普遍为非均匀采样,重构其均匀采样信号或多普勒频谱是成像处理的关键步骤。该文将方位照射时间内时变的发射接收距离比近似为常数,利用双基系统与单基系统方位向通道间传递函数的等效关系,建立了一般双基构型星载HRWS-SAR系统的方位向信号模型,进而给出了方位向信号重构的矩阵求逆算法及重构性能指标信噪比缩放因子和方位模糊比的计算公式。该文对几种典型双基构型的星载HRWS-SAR系统进行方位向信号重构仿真,结果表明在非重叠采样条件下矩阵求逆算法能较好地重构出方位向信号的多普勒频谱。

基于方位角矩阵的水平位移趋势动态分析

针对当前水平位移监测缺乏趋势分析问题,本文提出了一种基于方位角矩阵的水平位移趋势分析法,该法对传统测量坐标系进行改进,计算向量方位角,构造方位角矩阵,通过统计矩阵向量方位角最大概率,确定其对应的位移趋势方向,最终获得所有监测点位移趋势。实验结果发现,本文提出的方法理论依据充分,实施简单有效,可定性定量分析建筑物水平位移趋势,为水平位移监测提供准确可靠警报信息,不失为一种有效的水平位移监测数据分析新方法。