基于雷达一维距离像序列的微动特征提取

对典型目标的进动和翻滚给出了统一的数学表达式,分析了不同的微动形式对雷达回波调制的散射机理,提出了基于雷达一维距离像的能量起伏特征和径向长度特征的微动识别新方法．使用物理光学和物理绕射理论的高频方法仿真了锥体进动、柱体翻滚和非理想球体翻滚的宽带雷达回波,利用仿真数据,完成了高分辨成像和相关特征提取．研究结果表明,三种不同的微动目标的距离像能量起伏特征和径向长度特征差异明显,可以将两种特征联合使用,用于微动识别．     

太赫兹频段微动特征边缘检测及提取方法

太赫兹雷达大带宽、高频率等技术特点可以有效提高雷达系统对微动目标的探测精度,使得结合太赫兹雷达开展微动特征提取具有可行性。该文结合典型微动特征模型,针对时频谱曲线的提取,提出了一种基于边缘检测的时频曲线提取算法,进而获得微动特征参数。通过实测数据验证,该方法可有效提取多散射中心微动目标的特征参数,为进一步开展微动信号处理及目标识别提供了有效的技术途径。     

基于功率谱AMSF的微动特征提取算法

以旋转周期估计为核心的微动特征提取技术是对空间自旋目标、空间碎片和弹头等目标进行成像和识别的基础,转速估计的精度直接影响成像和识别的结果.从旋转目标的窄带雷达散射机理出发,建立了旋转散射点的基频回波模型.针对旋转运动导致窄带回波是多分量SFM信号的特征,对多分量SFM信号的频谱进行了分析,根据其周期特征,提出了基于信号功率谱AMSF的微动特征提取算法.通过仿真验证了该算法在较低的信噪比下有较高的精度和稳定性.该方法有较强的应用前景.     

一种新的宽带目标识别雷达杂波抑制方法

宽带雷达相邻回波间会出现越距离单元走动现象,传统杂波抑制方法不适用．针对这一情况,提出一种在频率域-多普勒域宽带雷达杂波抑制方法．在目标速度未知时,采用改进的Hough变换将目标信息提取出来,等同于完成对杂波的抑制过程; 如果有目标速度的先验信息,则可以先进行运动补偿,然后提取目标信息,上述两种提取目标信息的途径避免了虑除杂波过程中对目标信号能量的损失．计算机仿真结果表明,该方法在输入信杂比为-10dB(速度未知)或-15dB(速度已知)的情况下仍可保持较高的识别性能,并且在输入信噪比为-5dB时,算法依然保持稳定的性能,对噪声有较好的稳健性．     

一种改进的超声波液位测量声速校正方法

针对液介式超声波液位测量的声速校正问题,在分析声速场重建问题的基础上,采用卡尔曼滤波方法预测未放置校正块区域的声速分布,实现了一种与测量量程无关的声速校正方式,有效地提高了液介式超声波液位测量仪器的一致性。实验表明,采用该方式在液介式超声波液位测量装置上实现了高精度液位测量,测量量程为1 500mm时绝对误差小于±1mm,解决了仪器一致性和测量精度之间的矛盾。     

利用宽带回波的目标微动参数提取方法

高速目标平动补偿是弹道目标微动特征信息提取中一个较难解决的问题.利用弹道导弹宽带回波信号,提出了一种基于散射中心极化散射特性的非相干宽带回波对齐方法,通过极化相似性参数实现散射点中心对齐,并利用目标散射中心的高分辨一维距离像走动提取瞬时微动参数,对目标的尺寸和微动参数进行估计.仿真结果表明,该方法可以有效地在较低信噪比下实现包络对齐与微动参数提取,为后续工程化应用奠定了理论基础.     

组网雷达弹道目标三维进动特征提取

针对单部雷达观测目标存在视角局限性的问题,提出了一种基于组网雷达的弹道目标三维进动特征提取法.首先,雷达网中各雷达分别从弹道目标的时间距离像信号中求得强散射点径向距离变化线性和信号,通过频谱分析估计出目标的自旋、锥旋频率以及进动角;然后,组网雷达通过系数加权法对各雷达得到的上述参数进行融合处理以提高参数精度;最后,根据雷达观测视角与微多普勒信号之间的关系,通过构造多元非线性方程组,进一步精确求解目标的三维进动参数.仿真实验证明,该方法既有效地提高了参数的估计精度,又得到进动目标的三维微动参数.     

一种新的非相干积累算法

针对宽带高分辨雷达体制下的未知速度运动目标检测问题,基于高分辨一维距离像提出一种新的非相干积累算法．首先利用改进的双向维特比算法估计目标速度及强散射点位置,提高了低信噪比下的估计精度,然后在强散射点周围选取待检测单元进行非相干积累,进一步提升了检测性能．两类飞机实测数据的多个实验结果表明,当目标发生距离走动的情况下,该算法性能相对传统的非相干积累算法有明显的提高．     

基于测量向量转换的MWC支撑集恢复算法

针对调制宽带转换器欠采样重构算法中,连续到有限模块计算复杂度高,计算速度较慢的缺陷,提出一种基于测量向量转换的支撑集恢复算法,通过对测量向量进行频率积分,将无限测量向量转换为单测量向量进而实现支撑集的恢复。该方法只需对频率积分便可实现无限测量向量到单测量向量的转换,避免了以往方法中将无限测量向量转换为多测量向量时,矩阵特征分解的高复杂度运算,而且,后续对单测量向量模型的求解也比以往算法中求解多测量向量模型更简单快速。实验表明该方法在适当的采样数据量下至少可以提高三倍的恢复速率。     

基于单目激光的小球冠形球面参数测量方案研究

针对已有检测方法无法满足小球冠形构件表面形貌轮廓高精度测量需求的问题,提出基于单目激光头的小球冠形构件形貌轮廓精密测量方案。设计1种用于测量高精度小球冠形构件表面形貌轮廓的检测装置,采用基于共基面原理的两自由度高精度气浮定位平台减少定位误差;对得到的球面点坐标采用最小二乘法拟合球面半径,在拟合过程中改变目标函数,将拟合计算转化为求解广义特征向量。结果表明采用提出的测量方案检测小球冠形构件表面形貌轮廓可获得较高的测量精度。     

金属精密零件的不接触测量

提出了一种对金属光洁精密零件的厚度和柱、球的直径进行不接触测量的方法。这是用一组固定的麦克尔逊干涉系统和另一组可在精密导轨上移动的麦克尔逊干涉系统组成,利用白光零级干涉条纹不接触定位进行测量。理论分析和实验结果均表明,这种方法可行并有高的测量精度。     

量测划分的PHD航迹关联算法

高性能空中机动目标跟踪是现代预警雷达的核心任务之一.为了提高概率假设密度(PHD)滤波器的多目标跟踪性能,提出了一种基于量测划分的PHD航迹关联算法.考虑到传统PHD滤波无法给出目标各自的航迹属性信息,而且当跟踪区域存在大量杂波时,滤波效率严重降低;同时,对于密集邻近多目标跟踪,传统方法还存在不同目标跟踪的量测不匹配问题.针对上述问题,提出了分类检索的椭球门限量测划分方法,并将其应用到改进的高斯项权值重新分配的PHD航迹关联算法中,首先对每一步得到的量测集合通过分类检索的椭球门限方法,划分为已存在目标、新生目标和杂波的量测子集,再分别对各类目标使用对应的量测子集进行跟踪滤波,这样去除了杂波对真实目标的无效更新计算,提高了航迹关联算法的计算效率;其次,通过引入一种新的权值分配规则,调整邻近目标的高斯成分的权值大小,大幅减小了邻近目标的状态提取误差,提高了相邻目标的跟踪估计精度.大量数值仿真表明,所提方法明显改进了滤波计算效率和邻近目标跟踪精度.     

Fast measurement of the reflection coefficient of the plate medium in the time domain

In order to solve the problems faced in the frequency domain measurement of the broadband reflection characteristics of materials in practical engineering,this paper proposes a fast test scheme for free-space ultra wideband reflection characteristics based on the time domain method.Through the construction of the time domain measurement system,the analysis of the extraction method of the pulse signal based on the "time window",the calculation of the reflection coefficient,etc.,the system advantages are comprehensively analyzed,and the actual measurement plan is formed.Measured results show that the scheme has the advantages of low measurement environment requirements,fast measurement speed,great convenience and high accuracy,and that the reflection coefficient of plate-like materials in the common radar band (2~18 GHz) can be obtained by one measurement.     

Novel scheme of high precision inertial measurement for high-speed rotating carriers

In order to satisfy the requirement of high precision measurement in a high dynamic environment, a kind of gyro aided multi-accelerometer inertial measurement unit (GAMA-IMU) with six accelerometers and two gyros (6A2G) was proposed in this paper. The available configurations have the problem of low measurement precision in a high dynamic environment due to channel coupling. The three channels were decoupled when calculating the angular velocity in the proposed configuration. The yawing and pitching angular velocity were directly measured by gyros, while only the rolling angular velocity was obtained by the GAMA-IMU indirectly from the rolling angular acceleration and quadratic component of rolling angular velocity. Then a single channel rolling angular velocity calculation model was established and the extended Kalman filter (EKF) was used to do state estimation. Simulations were carried out and results indicated that the calculation precision of the proposed 6A2G configuration could meet the demand of high precision measurement for a high-speed rotating carrier.     

大型轴类零件在位测量的研究进展

精密测量技术是先进制造领域的重要组成部分。针对高精度的大型轴类零件,分析了该类零件在位测量的主要技术方法,总结了大型轴类零件在测量坐标系统、尺寸精度的测量方法、形状误差的测量现状等方面的研究进展,并提出了在位测量领域未来的研究发展趋势和方向。     

波达时差的精确测量方法研究

文中给出一种在频域上精确测量波达时差的方法，并深入研究了该方法中下采样频率的选取与测量精度的关系这一关键问题，给出了一种有效的选取原则。与时域测量方案相比，该方案不仅简单易行，且更易获得更高精度的测量时差。     

沉管隧道沉放对接监控中的超声阵列测量及其关键算法

水下高精度沉放对接是沉管隧道施工的一个关键环节,对测量方法的环境适应性和精度等指标要求很高. 目前实际工程中多采用高精度全站仪测量和刚性测量塔传递坐标的方法;此外,国外提出水下声呐测量方法,环境适应性强,且精度不随隧道长度增加而下降. 本文通过对水下声呐法进行创新改进,采用三点后方交会方法,提出超声阵列测量方法,并用于佛山汾江路南延线沉管隧道工程中管段沉放对接的测量监控试验,并将测量结果与高精度全站仪测量结果进行了对比分析. 现场监测试验结果表明,该方法能够满足工程需要,在管段间距2 m时,三轴坐标测量精度不大于± 45 mm.     

多站无源跟踪系统容错算法

针对多个雷达侦察站组成的无源跟踪系统,在用时间差法对目标进行跟踪时,各站点之间通信或信号测量被干扰,造成系统无法工作。该文提出基于单站多站、时差和角度测量组合的容错跟踪算法。该算法假定系统被干扰工作时使用基于时差测量的跟踪方法,而多站角度和单站角度跟踪方法作为备用,通过对每个周期目标状态变量的检测,判定是否需要切换为备用跟踪方法。该算法使跟踪系统有更强的适应性,而精度并没有下降。仿真实验验证了该算法的有效性。     

充气可展开天线的反射面设计及精度测量

为实现高精度的充气可展开天线反射面，基于薄膜理论和弹性力学进行保形设计，在已知充气气压和变形后抛物面参数条件下求得充气变形前的形面.基于变形前的无应力形面进行裁剪设计，利用改进的弹簧质点系统展开曲面片，将裁剪片拼接得到高精度的充气反射面.将该方法运用于2 m口径反射面模型的研制，利用PhotoModeler软件建立非接触摄像测量系统，进行3种实验姿态下的测量实验.通过反复的测量和形面调整，在指平姿态下反射面的最终精度为1.83 mm，验证了高精度充气薄膜反射面的可实现性.     

离心试验中基于目标摄像的位移量测技术

采用目标摄像技术在离心试验中进行土体位移测量.通过摄像机拍摄跟踪土中目标点,运用中心定位方法确定目标点的坐标.用两时间点的坐标可得该时间段内的位移矢量.介绍了测量系统和相应的纠错方法.通过一组标定试验,得出该量测方法的精度和准确度为1 mm.且在同一个离心试验中,测定土体位移与其他传感器结果一致,证明该方法运用于离心机试验有效.