天基预警主动段弹道目标信息处理技术研究综述

主动段弹道目标的检测、识别、跟踪及参数估计是天基预警卫星系统信息处理的核心难题之一。通过广泛调研国内外相关领域文献,对主动段弹道目标检测、识别、跟踪及参数估计等关键技术的研究现状、基本原理进行分析和分类,总结得出了现有系统及相关领域研究存在的不足,并结合导弹防御作战对天基预警卫星系统的实际应用需求,对其重点研究方向进行了展望。     

复杂地表背景下动目标天基红外探测图像仿真

面向天基红外探测图像仿真需求,基于导弹内外流场的流动控制方程和辐射计算方程构建弹道导弹辐射仿真模型,基于全球地表类型数据库(GlobCover)和随机分形算法构建复杂地表背景辐射仿真模型,基于严密成像几何模型提出星载相机入瞳处场景耦合辐射仿真方法。进一步叠加探测系统成像链路中的光学系统、探测器和信号处理模型,提出一种复杂地表背景下运动目标天基红外探测图像仿真方法。仿真结果表明,利用卫星轨道参数和导弹目标弹道数据,采用该方法可以实现卫星对弹道导弹主动段的连续成像仿真。     

激光干扰红外成像制导导弹的仿真系统

为解决激光对红外成像制导导弹干扰特性的问题,对其制导导弹的仿真系统进行分析。根据目标在红外 探测器上成像的原理,采用形心跟踪法对目标进行信息提取与跟踪,应用 Simulink 分别构建目标成像模型、制导信 息提取模型、导弹飞行模型和激光干扰模型,通过建立导弹正常飞行弹道和在激光干扰后的干扰弹道,对影响激光 器的干扰因素进行仿真分析。仿真结果表明,该分析可对重要目标的防护工程提供参考。     

导弹自动目标识别关键技术研究

自动目标识别是导弹武器系统应具备的重要性能,可有效提高导弹对目标的打击精度及抗干扰能力。针对导弹制导系统中应用为广泛的雷达、红外、激光三种传感器的目标识别技术,介绍了影响导弹目标识别性能的关键技术;分析了基于雷达传感器的编队队形识别技术、基于红外传感器的非同源景像匹配技术、基于激光传感器的回波脉冲全波形记录及分析技术;后对多传感器信息融合技术进行了概述。     

天基红外低轨卫星伪线性自由段弹道估计方法

分析了天基红外低轨卫星星载传感器对导弹自由段的弹道估计问题.建立了适合天基红外低轨卫星的测量模型,利用伪线性的方法将非线性测量方程转变为线性的伪测量方程,通过Kalman滤波实现对目标的跟踪.提出的伪线性测量-卡尔曼滤波(PL_KF)的弹道估计方法减小了测量方程非线性带来的估计误差,与EKF相比,伪线性测量-卡尔曼滤波(PL_KF)方法收敛更快,有更好的估计精度.     

自动目标识别技术在导弹上的应用研究

概述了国外自动目标识别(ATR)技术的发展和应用情况.以例举的形式介绍了目前红外成像ATR技术和激光雷达ATR系统的典型导弹应用情况.详细分析了ATR算法中的模板匹配技术.最后针对我国导弹武器系统应用ATR技术的未来发展提出了相应的对策和建议.     

一种红外成像制导防空导弹准最优滑模导引律

结合防空导弹的精确末制导问题，根据红外成像制导的特点．应用平行接近原则、最优控制理论和滑模变结构控制理论．设计了一种准最优变结构制导律。通过对比分析．这种制导律弹道特性良好．且在制导过程中不需要知道目标精确的加速度和速度方位信息．适合于红外成像制导防空导弹使用。     

红外成像制导末端局部图像识别跟踪研究

针对红外成像制导末端目标图像充满导引头视场影响目标识别跟踪的问题,提出一种红外成像制导末端局部图像识别跟踪的方法。分析了红外成像制导原理;选取了高亮区比例、灰度标准偏差、长宽比、紧凑度和复杂度等5个特征量作为特征提取和目标识别的依据,提出适合导弹的目标快速识别算法;通过计算红外成像制导末端目标图像,在导引头焦平面上的投影面积的变化情况,分析了弹目距离与相对速度对目标图像变化情况的影响,研究了形心跟踪到局部图像跟踪的转换时机。综合考虑了可靠性和实时性要求,选取飞机机头作为局部图形跟踪的跟踪点;搭建红外成像制导仿真场景,对所提出的方法进行仿真分析。仿真结果表明：该方法能够有效地识别图像中的目标,减小红外成像导引头跟踪盲区,实现红外成像制导末端的平稳跟踪。     

基于多维特征的高超声速目标分类识别算法

针对高超声速目标天基探测中分类识别困难的问题，提出了一种基于多维红外特征的高超声速目标分类识别算法。在对主动巡航式和被动滑翔式两类不同机动类型的典型高超声速目标多维红外特征进行对比研究的基础上，结合高斯混合模型进行机器学习聚类分析，开发了基于多维特征的高超声速目标分类识别算法，构建了高超声速目标多维特征混合识别模型。基于天基探测全链路模型仿真的数据进行测试验证，其结果证明了所提出的高超声速目标分类识别方法的有效性。在检测到的高超声速目标运动特性未知的情况下，该算法仅通过多维红外特征可快速对两型高超声速目标（主动巡航式/被动滑翔式）进行分类识别，为后续跟踪和拦截高超声速目标争取了时间。     

红外图像自动目标识别技术进展

随着红外探测器技术的迅速发展，红外成像系统日趋成熟，现已广泛用于各种武器系统，尤其是战术导弹。而一旦在红外图像自动目标识别（ＡＴＲ）技术方面取得突破性进展，必将大大提高装备红外成像系统武器性能。介绍了红外图像自动目标识别技术发展现状，重点论述了红外图像自动目标识别的算法和执行处理计算机两项关键技术的进展，并分析了其发展趋势和应用前景。     

美国天基红外系统发展研究

介绍了美国天基红外系统最新的部署现状和发展动态,详细阐述了其同步轨道星座、大椭圆轨道卫星载荷和地面设施的组成要素、功能和正在开发的新型设备,分析了该系统在导弹预警、导弹防御、战场态势感知和技术情报方面的作战能力,并对其最新公布的"后续天基红外系统"进行了概述。通过分析可以看出,美国正在稳步推进部署方案,以建立全球覆盖、留有冗余的预警体系,并加快天基预警系统与地面反导体系的集成,同时在大力开发先进红外传感器技术。     

D-S证据理论在双模复合制导导弹目标识别中的应用

基于准贝叶斯结构的D-S证据理论,提出了基于该理论的决策方法.将该理论运用于主动毫米波雷达/红外成像双模复合制导导弹目标识别的决策融合中,并进行了仿真.结果表明,该方法能有效地降低双模复合制导导弹目标识别的不确定性概率,提高目标的识别率.     

基于改进遗传算法的SAR 末制导段弹道优化设计

应用改进实数编码遗传算法,对基于弹载合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)导引头的反舰导弹末制导段的弹道优化设计进行研究。分析飞行弹道和观测视角对弹载SAR导引头方位分辨力的影响,给出弹载SAR成像对导弹飞行弹道的约束,将导弹横向加速度作为优化变量,构建与方位分辨率和波束驻留时间相关的目标函数。仿真结果表明:与标准遗传算法优化相比,改进遗传算法优化后的目标函数值减小更快,能更快得到最优解。     

巡逻攻击导弹(LAM)的末制导技术

介绍了巡逻攻击导弹（LAM）的计划概况,对该导弹制导设计的考虑进行了描述.以图形加论述分析了巡逻攻击导弹的制导系统原理.从原理上看,该导弹采用了激光＋被动红外成像的导引头方案,采用了模板匹配自动目标识别（ATR）技术.最后,对该导弹采用的红外探测器进行了介绍.     

弹道导弹红外成像制导的关键技术

简要叙述了弹道导弹对红外成像制导的需求，重点阐述了弹道导弹应用红外成像制导需要解决的关键技术，如总体技术研究、红外窗口材料研究、目标特性研究、自动目标识别算法研究等，并给出了发展弹道导弹红外成像制导的看法和建议。     

飞行器末制导雷达成像目标识别技术研究

合成孔径成像技术与自动目标识别技术是基于雷达成像飞行器末制导的两项关键技术。结合飞行器末制导应用,对合成孔径雷达自动目标识别技术的国外发展现状、影响目标识别的条件因素以及可能技术途径进行了梳理与分析。     

红外导引头防空导弹剩余时间估算方法

探讨了红外导引头测得的热源信号峰值电压与导弹至目标之间距离、导弹剩余时间与热源信号峰值电压之间的关系。提出了两种估算导弹剩余时间的方法,并应用某型导弹的两条典型弹道进行了计算,给出了计算结果,做了初步精度分析。     

红外成像型反舰导弹目标区作战环境分析

分析了红外成像型反舰导弹的目标区域范围和目标探测识别原理,研究了影响红外目标探测和识别的作战环境因素,提出了提高红外成像型反舰导弹目标探测与识别能力的建议及措施.     

分子Faraday旋光红外滤波成像技术研究

分子Faraday旋光红外滤波成像器件是一种具有梳状离散透射谱的新型滤波器件。该器件透射光谱由分子能级跃迁决定,因而同时具备高光谱分辨能力及高光学稳定特性。通过顺磁性分子的Faraday旋光效应研究,建立分子Faraday滤波器件的理论模型,并利用量子级联激光光谱技术对滤波器件进行了谱型测试;探讨该技术在红外成像探测系统中的应用,进行基于Faraday旋光红外滤波成像技术的燃烧诊断初步试验,获得了燃烧环境中不受H₂O红外辐射影响的纯NO图像。试验结果表明, Faraday旋光红外滤波成像技术在红外成像遥感探测,尤其是燃烧系统微量成分探测中具有较强的实用性和明显的优越性。     

终端红外图像制导信息处理技术研究

弹道终端目标图像充满视场时的跟踪点选择和继续跟踪能力是第四代先进空空导弹必须具备的性能.文中分析了弹道终端导引头图像跟踪过程,建立了图像探测器投影成像模型,研究了红外成像制导型空空导弹弹道终端目标图像的变化规律、弹目距离和相对速度对目标图像变化情况的影响及中段形心跟踪模式与末端局部图像跟踪模式的转换时机,提出了一种有利于减小成像导引头跟踪盲区、提高起爆控制精度的局部图像跟踪算法,该算法通过对机头部位的识别来确定局部图像跟踪点,并估算目标易损部位,从而为实现最优起爆控制奠定了基础.最后,对文中提出的算法用实际红外图像进行了仿真,其结果表明该算法是可行和有效的.