视景增强系统模拟与实验结果

当今的飞行员必须应付越来越复杂的情况。在民航方面，最关键的任务是进近着陆和滑行，尤其是在恶劣的天气条件下，飞行人员的工作负荷很大。因此，DLR的飞行导引研究所提出了视景增强系统（EVS）的概念，它能提高飞行员的工作效能，增强安全度、还能给飞行员提供完善的态势感知。在本文之前，Doehler和Bollmeyer曾于1996年在所著的“用于障碍探测和视景增强的成像雷达的模拟”一文中给出了这一概念的几个单元。本文概述了DLR的视景增强概念以及研究方法（包括模拟和实验评估两部分）。首先介绍了用于视景增强研究的驾驶员在环路中模拟环境。采用对成像传感器（成像雷达与红外成像传感器）的实时模拟来补充现有的固定基地飞行模拟器。采用数据融合方法组合的不同等级的信息（如地形模型数据，经过处理的由传感器获取的信息、飞机状态矢量与经数据链传递的信息等）来产生增强的景像显示。本文的第二部分将给出一些实验结果。通过与Damiler Benz航空传感器系统公司合作，将毫米波成像雷达样机安装到试验车和试飞机上。迄今为止，这种复杂的HiVision雷达是性能最好的全天候传感器之一。本文示出了采用这一传感器所获得的图像，以及基于数字地形模型的数据融合处理的结果。最后给出一个短的录相片来结束本文。     

用于恶劣天气条件下飞机着陆的雷达视景合成系统

描述了一种用于在恶劣天气情况下辅助飞机着陆的视景合成系统（ＳＶＳ），该系统由一个扫描毫米波雷达，平显和实时信号处理硬件组成，采用一套快速处理算法来增强和显示图像。该系统已在实际的恶劣天气情况进行了大量的高塔与飞行演示验证。此项工作的重要性在于它验证了系统的整体概念和信号处理算法的新颖性。     

机载火控雷达和电子战一体化问题研究

现在的战斗机都装载有火控雷达（FCR）、电子战系统（EWS）和无线数据链等。这些系统都是独立工作的，且相互之间很少有信息交换。为有效提高系统的综合性能，提出了各系统之间的四级融合机制：初级融合、原始数据级融合、分系统级融合、组网级融合。其中前三级融合均基于单个多功能传感器，最后一级融合基于多功能传感器组网。四级融合机制大大提高了雷达和电子战系统的效率，显著提升了系统的整体性能。     

用于目标识别跟踪的雷达/红外成像双模传感器数据融合技术

目标识别和跟踪是模式识别领域的一重要研究内容。基于单传感器（ 雷达或红外成像） 的系统存在着局限性， 分析了多传感器信号融合的必要性， 介绍了目标识别和跟踪系统进行多传感器信号融合的方法（ 特征层融合、决策层融合）及其在提高目标识别和跟踪的可靠性和抗干扰性方面的优势。介绍了基于智能模型和基于多层前向网络的目标识别算法。     

一种模糊多传感器跟踪系统

许多多传感器目标跟踪系统都是在假定数据关联过于复杂、集中式融合办法的计算要求过多而难于实现的情况下提出的。此外还需假设噪声分量相对较小、无漏检，扫描周期相对较短等等。业已证明，在采用这些假设条件生成模拟数据进行测试时，许多多传感器跟踪系统都能有效地工作。然而深入研究了几组实际数据的特点之后，就会发现这些假设并不总有效的。本文首先介绍了一种实际的多传感器跟踪环境的特点，并解释了在这种环境下现有系统不能有效完成任务的原因。然后给出克服这些系统缺陷的种数据融合方法，方法分为3步；（Ⅰ）采用一种自适应学习方法估算同步误差；（Ⅱ）漏检时调整目标的测量位置；（Ⅲ）采用一种基于模糊逻辑的算法预测下一个目标位置。为做出性能评估，我们采用不同的实际数据集和模拟数据集对融合方法进行了测试，结果令人满意。     

一种应用三角内插技术的频率估计算法

Rife和Quinn等基于FFT的频率估计算法性能不够稳定,在部分频率点能获得满意的估计效果,但在其它频点估计性能恶化严重。本文将三角内插技术应用于频率估计,提出了一种新的基于FFT的频率估计算法,能够克服他们的缺点,非常适合于低信噪比条件下卫星通信信号的接收。该算法首先用FFT实现频率的粗估,再应用三角内插技术提高估计精度,最后对估计偏差进行修正,保证了估计的无偏性。仿真结果表明该算法能实现非常精确的频率估计,且估计性能不受信号频率的影响,在各频点上估计方差都非常接近克拉美劳界（CRB）,具有很低的工作门限。与时域估计算法相比,相同估计方差条件下该算法运算量低、易于实现。     

机载电子吊舱自动目标识别技术展望

自动目标识别（ATR）技术是新一代机载电子吊舱的一项关键技术，ATR涉及到众多的理论与技术，需有丰富的专业知识，它是多年来国际电子科技界的一个研究热点，本文将对其传感器技术、计算机技术、图像分割与特征提取技术及ATR的性能评估等若干项技术的发展作一扼要的展望。     

基于Contourlet区域对比度的遥感图像融合算法

为综合利用多传感器遥感图像之间的信息，提出了一种基于contourlet变换的遥感图像融合算法。Contourlet是近年发展起来的一种多尺度几何分析工具，比小波变换更适合对图像等二维信号进行处理。算法的思想是将源图像分别进行contourlet变换，在contourlet域完成图像信息的融合，最后通过逆变换得到融合结果。根据分解系数特性，首次提出了contourlet域的区域对比度作为高频子带的融合规则，系数选择更符合人类视觉系统的要求，使得融合图像更有意义。低频子带采用基于区域能量的加权平均作为系数融合规则，在充分保留图像主要信息的前提下进一步增强了算法的稳定性。实验结果表明该算法在性能上明显优于PCA及小波图像融合等传统算法，且能够有效增强源图像的对比度和细节信息。     

采用连续旋转检偏器的天空偏振光探测装置设计与实现

为了实现对运动目标与天空散射光的偏振分布模式进行快速、有效的探测,根据连续旋转检偏器光强度透射的数学模型,利用光电传感器的积分特性,设计并构建了采用连续旋转检偏器的偏振成像探测装置。测试结果表明,该装置对偏振光的角度的测量精度优于0.069°（3σ）,偏振度的测量精度优于0.12%（3σ）。一幅偏振图像的探测时间达到0.7s。在偏振度低于4%的情况下,仍可以探测到有规律的偏振分布模式,其抵抗恶劣天气的性能优于现有的偏振导航探测装置。     

基于ADS5463高速数据采集系统的设计与应用

高速模数转换器（ADC）可实现模拟信号的数字化转换，是高速数据采集系统的核心器件，广泛应用于各个领域。高速ADC对噪声干扰异常敏感，其性能受到相关外围电路以及整个电路板设计的极大影响，直接决定了系统性能的好坏。文章基于ADS5463的高速数据采集系统应用案例，分析了系统ADC模拟前端电路、编码时钟源、系统供电等3方面关键原理设计以及相关电路板设计对系统性能的影响；设计了一种结合两级变压器模拟前端、低抖动差分时钟以及低噪声电源的高速数据采集系统，同时优化相关电路板设计。经测试验证，系统的SNR、SFDR接近手册理论值，各项性能均满足指标要求。该设计已经成功应用于某型号卫星中，目前在轨运行良好。     

基于亲和传播算法的车辆自组织网络分簇组网方法

随着5G通信和自动驾驶汽车的发展，车辆自组织网络VANET（Vehicular Ad Hoc Network）作为一种新型的移动自组织网络，因其在改善道路安全、为驾驶员和乘客提供便利方面的潜力，而引起学术界和工业界的广泛关注。它可以通过提供交通流量、事故通知、危险警告、可能存在的定位偏差、天气等信息来增强道路安全，从而提高交通效率。由于车辆的高速移动会经常引起网络拓扑中断，因此一个设计良好的路由协议至关重要。提出了一种适用于车辆自组织网络环境的基于分簇的路由协议，设计并实现了一种基于亲和传播算法的分簇组网模型V-APC（VANET-Affinity Propagation Clustering）。通过重新定义亲和传播算法的相似函数，设计了簇头的选择过程、簇的形成过程还有簇的维护过程。结果表明：采用上述方法形成的簇，在簇内的通信性能和簇稳定性方面具有显著优势，使得该协议在路由延迟和数据包转发成功率方面表现优异。     

空间激光通信网络中的全光数据合路技术研究

针对空间激光通信网络接入节点多路激光链路传输需求，基于高非线性光纤中四波混频参量效应，并结合色散控制，开展全光合路处理技术研究。采用VPI 10.0模拟平台构建了时间透镜全光合路系统，验证了4路速率为10 Gbps的差分相移键控DPSK（Differential Phase Shift Keying）信号光以及通断键控调制OOK（On-Off Keying）和DPSK混合制式信号光的全光合路可行性，并对全光合路技术实现中色散、光功率等关键参数对系统性能的影响进行了分析，为实际系统的设计和应用提供数据支撑。所提出的全光合路技术具有数据处理带宽大、通信制式兼容且系统复杂度低等优点，可有效降低空间激光通信网络的资源需求与载荷成本，为下一代空间激光骨干网的发展与全面应用提供有效技术支撑。     

用于视景增强的新型区域成像雷达

近年来要求为现有机载雷达增加前视能力和呼声愈来愈高，而现有的雷达系统不能满足这种需求。本文提出了一种旨在覆盖飞行路线正前方扇形区域的新方法。这种新型的雷达系统被命名为SIREV（用于视景增强的区域成像雷达），目前正由DLR研制。由于系统具有全天候能力，并且在俯视（测绘模式）与前视条件下均可得到高质量的雷达图像，特别是适用于导航，自主进近着陆与地面滑行引导。本文着重研究这种新型系统的全方位分辨特性，还将计算方位带宽与分辨率，并讨论它们与照射扇区的关系。最后以上述研究为基础确定了系统参数，对这种新型雷达系统做出了概括描述。     

一款基于BCD工艺的低EMI、高可靠CAN总线收发器的设计

随着我国重点关注汽车电子产业和大力发展航天航空工业的计划，开发具有自主知识产权、高可靠、低成本的CAN系统芯片具有十分重要的意义。文章设计实现了一款基于BCD工艺的低EMI、高可靠CAN总线收发器电路；提出了基于BCD工艺的ESD保护结构、电流延迟控制和版图降噪设计等技术。采用0.5μm BCD工艺进行了流片验证，结果表明：电路符合ISO11898规范，ESD电压达3000V以上，通频带内共模噪声幅度为-86dB，具有较好的电磁兼容（EMC）性能，可应用于高速CAN总线通讯中。     

基于VR技术的导弹培训系统的研究与开发

根据操作训练的实际情况，基于VR技术，运用MultiGen-Paradigm公司提供的建模软件MultiGen-Greator和实时视景模拟驱动软件Vega在Visual C 环境里对导弹培训系统进行了研究与开发，为导弹部队的模拟训练开辟了一条崭新的途径。该系统功能较全、简洁方便，具有较强的真实感、沉浸感、交互性，其设计具有较强的针对性和实用性。     

基于改进AHP的低轨星座传感器调度方法

针对低轨星座传感器调度,分析了影响调度的因素,用改进判断矩阵的构造方法建立相应的调度准则,提出了一种基于改进层次分析的传感器调度方法,有效克服了传统层次分析方法需要一致性检验的缺点。典型场景仿真结果表明：改进层次分析法的性能明显优于传统层次分析法。     

线圈磁传感器的发展现状与空间应用

基于电磁感应的线圈磁传感器由于其灵敏度高、工作原理简单、性能可靠,在空间微弱磁场测量方面获得广泛应用。文章介绍了线圈磁传感器性能提高的几项主要技术及其基本原理,以及线圈磁传感器的发展及空间应用现状。通过采用优化设计磁芯,改善线圈结构以及与其他类型磁传感器协同工作等技术,线圈磁传感器的性能已经获得极大提高。随着这些技术的进一步完善,线圈磁传感器将在未来空间环境探测领域中发挥更加重要的作用。     

超低温环境下光纤布里渊频移特性研究

针对高温差和超低温广泛存在的空间环境，了解航天器材料及结构的热应变稳定性对于保障航天环境模拟地面试验的可靠性具有重要意义。布里渊光时域分析（BOTDA）技术能够同时检测温度和应变，且具有高精度、长传感距离、抗电磁干扰及低成本等优势，但作为传感元件的光纤能否适应空间冷黑环境还未可知。文章首先利用BOTDA解调仪获取了2种典型标准单模光纤在超低温下的布里渊增益谱（BGS），然后通过实验数据分析光纤的超低温性能，最终标定了2种光纤的温度和应变系数。结果表明，受试光纤在超低温下仍能形成洛伦兹形状的BGS，且实际频移量与低温对应的理论频移量一致，满足超低温空间环境下BOTDA传感器的测温范围要求。     

PC机上视景同步仿真的实现

随着导弹模拟训练系统在用户训练中的广泛应用，为了能够使操作人员在模拟训练的过程中有逼真效果，必须较好地实现实际装备操作过程中的视景仿真。结合自动检测、多媒体技术、视景音响模拟技术，运用Delphi6成功完成了某导弹模拟系统的研制，该模拟训练系统可逼真地再现实际装备操作训练视景的全过程。     

基于神经网络在线建模的非线性动态系统中传感器故障检测方法

本文提出一种基于神经网络在线建模的动态非线性系统中传感器故障检测方法，它首先利用神经网络在线建立动态非线性系统的超前一步预测模型，然后利用神经网络对传感器的预测输出和传感器实际输出之差与一预定阈值比较以检测传感器故障。本文的优点是可以检测多个传感器故障，同时由于采用在线学习方式，非常适于航天器自主系统传感器故障检测的需要。此外，故障检测阈值的选取也比较简单。为了验证本文方法，仿真了一控制系统中同时发生漂移故障的两个传感器故障检测过程。结果表明，方法十分有效。