计算大气折射的一种有效方法

本文指出,在任意成层大气模型下,只要涉及计算的大气层的层厚远比大气的特征尺度为小时,该层即可视为线性层.应用中值近似,可得到,该层的大气折射计算式的解析解.再在求和的计算中,取较小的步长,用来补偿中值近似引入的误差,即可得到精确解.实例计算表明,该法是计算大气折射的有效方法.     

基于改进Elman神经网络的红外被动测距算法研究

为了满足现代战争的需求,对于空中目标的距离精确估计显得愈发重要,由于目标的红外辐射在大气传播过程中的衰减,目标在不同波长的辐射会随着传输距离的改变而发生变化,故不同的波长的辐射里包含了目标的距离信息。基于以上原理,本文利用美国空军大气传输软件Modtran生成空中目标在不同波段的大气透过率数据,利用经纬仪获得目标的天顶角,最后建立基于改进Elman神经网络的被动测距模型。仿真结果表明本文算法能够有效提高对于空中目标距离估计的精确性。     

一种椭球体模型下的方位时差联合定位算法

方位时差联合定位系统普遍应用在电子侦察领域,针对目标距离观测站较远时,地球球体模型会带来定位精度差的问题,提出了一种适用于地球椭球体模型的方位时差联合定位算法。该算法首先建立了双站方位时差联合定位数学模型,结合地球球体模型,解球面三角形,获得解析解;然后引入方位平面假设,将大地坐标系下的方位观测方程转换到地心直角坐标系下,结合地球椭球体方程和时差测量方程,从解析解出发,基于牛顿迭代法获得精确解,通过仿真验证算法性能。算法提出远距离方位时差联合定位的一种解决思路,为工程实现提供了技术参考。     

低层大气折射对下视雷达临界俯角的影响

下视雷达的射线路径与临界视在俯角有关,而临界视在俯角又与低层大气折射剖面有关。文中利用实测低层大气折射指数剖面与全国平均大气模型对下视雷达的临界俯角与高度的关系进行分析,并利用实测地面大气折射率通过指数大气模型对下视雷达的临界视在俯角进行预测,同时也给出预测精度。     

超宽带条件下运动目标的高分辨分析方法

该文首先分析了在超宽带条件下静态雷达目标的频域响应特性,提出了一种更符合目标散射实际情况的高分辨分析参数化方法,该方法通过对目标回波进行ARMA模型状态空间近似,提取目标的散射极点来获得散射点的散射类型和距离信息。在目标存在运动时,目标的回波模型是由静态回波模型与一个含运动参数的多项式相位因子组成。据此,该文提出采用循环统计量的方法来进行速度估计,经过速度补偿消除运动影响后可获得超宽带条件下目标的散射极点的精确估计。仿真实验结果表明该方法对静止和运动目标都能够获得目标精确的一维距离信息和各散射点的散射机理类型,对于获取超宽带条件下目标高分辨分析是十分有效的。     

天基平台海云背景下飞机全链路成像特征建模及分析

空中目标具有高速机动、战略突防和远程精确打击等特点,针对这类目标构建广域、高效、精准探测、连续监视技术已成为空中目标探测体系面临的新挑战。基于空中目标的天基光学探测需求,建立了复杂环境要素综合作用飞机尾焰的光学辐射特征模型,形成飞机尾焰-海面/云层背景-环境大气-光学系统-成像探测器等要素耦合的全数字化链路光谱辐射成像特征精确预测模型。基于实测数据推演了飞机尾焰红外多光谱本征辐射。同时,利用FY-2G遥感数据,反演了中国南海某海域海面温度及云顶温度分布,建立了海云背景光谱辐射模型。在此基础上综合考虑了背景辐射、大气路径辐射和大气衰减对飞机尾焰光谱辐射的影响,建立了在光学系统入瞳前目标上行光谱辐射特性模型,结合光学成像系统的衍射效应,探讨了不同谱段、云类型下地球同步轨道红外成像系统对目标的可探测性。研究表明:大气屏蔽波段对目标的探测效能优于宽波段;针对不同的背景选择合理的探测波段有利于目标的高效探测。     

椭圆函数变换的一个应用

本文利用椭圆函数变换t=sn(u jv,k)中v=K′(k)/2的特殊性,首先导出了同轴带状线的严格解;而后通过研究垂直带状线和普通带状线的中值等位线与椭圆的差异得到了平行板间椭圆柱问题及外椭圆内带问题的近似解。这些近似解比已有的解要简单得多且有相当的精度。     

条带式双站合成孔径雷达成像算法

针对条带式成像的平移不变(TI)配置的双站合成孔径雷达(BISAR),本文推导了其信号模型的频域表示式,给出分离距离关联的近似解和较为精确的迭代解,对应地给出近似解成像和迭代解成像算法.同时还将距离多普勒(RD)算法推广到TI配置的双站情况.并通过成像模拟说明了这些算法的有效性和各自的优缺点.     

中等气象条件下,热成象系统对面目标极限作用距离的近似解

本文从单个探测器的几何分辨率出发,并考虑到大气传输损失对系统信噪比的影响,提出了热成象系统对面目标的极限作用距离的近似解,并对目标和背景的辐射亮度的计算方法进行了详尽的讨论。最后,作为一个例子,计算了某一实际热成象系统的极限作用距离。     

湍流大气中传输光波的波相位结构解析函数

在湍流大气对传输光波调制的双尺度湍涡(大尺度湍涡和小尺度湍涡)近似下,研究了用于计算描述湍流大气中传输光波相干长度变化的核心函数(互相干函数)的关键因子波结构函数(WSF),通过建立包含不同尺度湍流因子的折射率起伏谱密度函数,导出了可以用于精确理论分析平面波与球面波在湍流大气中传播时所产生的诸如到达角起伏和相干性变化等效应的波相位结构函数的精确解析式,同时给出了便于数值计算的近似误差在2%范围以内的波相位结构函数的精确渐近表达式。     

Effective earth radius for refraction of radio waves at altitudes above 1 km

Atmospheric refractivity gradients are responsible for the bending of radio and microwave propagation paths such that the electromagnetic line-of-sight deviates from the geometrical line-of-sight. Such refraction effects must be accounted for when the performance of airborne surveillance radar systems is modeled. For propagation paths within 1 km of the earth's surface, the effective earth radius model is normally valid and commonly used. In the present work, a ray trace method for determination of propagation paths in a semi-empirical, stratified atmosphere is described. Results obtained from the ray trace model are employed to show that the effective earth radius method (EERM) can be used for approximate determinations of grazing angle, ground range and slant range for higher altitude paths. Effective earth radius scale factors are given as functions of transmitter altitude for selected values of surface refractivity.     

论红外成像系统的最大作用距离

作用距离是描述军用红外成像系统整机性能的一个重要参数。作用距离可以分为探测距离、识别距离和确认距离,其中以探测距离最大。根据红外成像系统、地球曲面和目标之间的几何关系,介绍了一种基于MATLAB的对地观察红外成像系统的最大作用距离计算方法。该值取决于整机所在高度、地球半径和目标高度。整机的实际探测距离或者对待研整机提出的作用距离指标不应该大于此值。     

Resistivity Response of a Homogeneous Earth with a Contained Vertical Conductor

Using a simple model, we illustrate the influence of a cylindrical conductor on the apparent resistivity for a two-electrode array on a otherwise homogeneous earth. In the formulation, the cylindrical conductor is assumed to be of infinite length. However, by exploiting a simple image plane concept, the solution is applicable to the case where the electrodes are on the surface of a homogeneous half-space model of the earth and the cylindrical conductor extends from the surface vertically downward to infinity. Thus the configuration could correspond, in an ideal sense, to a vertical metal well casing or a similar conductive structure that outcrops to the surface. The calculations indicate the apparent resistivity can be seriously modified by the presence of the cylinder even when the electrodes are located at a distance more than tenfold the cylinder radius. Also, the formulation allows for the presence of an interface impedance at the metal surface of the cylinder. This could be used as a model to examine the induced polarization response.     

地球球面和大气折射对气象雷达目标探测的影响

介绍等效地球半径、地球曲率和大气折射指数的概念,讨论地球球面和大气折射对机载气象雷达最大探测距离和测高的影响,并做出定量分析。在此基础上,用Matlab软件提供的可视化工具Simulink建立系统仿真模型,给出仿真结果。用于修正和完善机载气象雷达的目标探测仿真模型,使其能够更准确、合理地反映实战条件下各种背景因素对气象雷达探测性能的影响。     

可控测角精度和范围的数字阵列单脉冲和差波束优化

针对大角度覆盖范围目标快速定位以及机动目标精确角度跟踪的需要,该文提出一种基于可控测角精度和范围的数字阵列单脉冲和差波束迭代快速优化算法。算法可以根据期望的测角精度或期望测角区间,以函数形式给出修正的期望和差波束方向图主瓣区域,然后采用所提出的快速区域加权方向图综合算法闭式优化得到和差波束方向图。该算法通过迭代优化可以在给定输入信噪比和测角精度需求的前提下,最大化单脉冲角度估计的有效测角区间,或者在给定的测角范围内,最优化测角精度。     

用MATHCAD估算海杂波的RCS及跟踪雷达的捕获距离

根据比较精确的数学公式，我们用ＭＡＴＨＣＡＤ（计算机辅助设计数学软件）可以方便地计算出海杂波ＲＣＳ随距离变化的曲线。考虑到海情、地球曲率、海水反射特性及极化方式等因素的影响，对应不同雷达截面积的目标，可计算出低仰角时的接收机输出信噪比与距离的关系曲线。根据雷达的积累信噪比，可用该曲线比较精确地估算出跟踪雷达对超低空目标的最大捕获距离。     

多雷达距离测量空间定位方法及精度分析

针对影响雷达目标定位误差主要是测向系统误差,提出了一种基于多雷达距离测量空间定位方法,并对其定位的精度进行了分析。该方法基于ECEF坐标系,采用多部雷达对目标探测距离交汇的方法,直接计算目标的空间位置,只需要确定各雷达站的大地坐标,就可以给出目标的大地坐标,可以有效解决地球曲率所带来的坐标转换问题,并且不涉及高次方程组和多值解判断,也不涉及迭代初值计算。该定位系统不仅能得到很高的定位精度,同时,作用距离可以很远,能较好地解决多雷达距离测量交汇定位问题。     

对有效地球半径的诠释

导出用曲率差的概念定义有效地球半径的正确公式，同时给出了地球半径的确切含义。     

毫米波步进频率单脉冲雷达及其信号处理

毫米波步进频率雷达通过多脉冲相参合成处理来获得距离高分辨率，而单脉冲雷达和差波束测角具有较高的测角精度和抗干扰能力，可以在很短的时间内获得目标的误差信息。文中详细分析了毫米波步进频率单脉冲雷达获取目标角度和距离信息的原理，从数学角度给出了分析的模型，并对模型的输出信号作了仿真，说明了毫米波步进频率单脉冲雷达既能获得高的目标距离分辨率，又能获得较精确的目标角度信息。该文为毫米波步进频率单脉冲雷达的工程实现提供了有力的理论依据。     

星载-机载混合双站SAR回波信号的仿真

对于星载-机载双站合成孔径雷达（SA-BiSAR）系统,回波模拟的关键是计算出卫星、飞机和目标这三者之间的距离。在考虑地球自转的情况下,提出了用坐标变换的方法,解决了近地空间与外太空之间距离的计算问题,实现了任意几何模型下更为精确的SA-BiSAR回波模拟。同时,利用此方法也可获得直达波信号。点目标的仿真展示了SAR回波信号的特征,该方法得到了验证。