基于传感器栅格的雷达组网测量技术研究

雷达组网可以解决大范围资源共享、大力度协同工作、大动态处理等难题,具有极高的军事应用前景,基于传感器栅格的雷达组网则具有更大的信息优势和组网性能。介绍了传感器栅格的基本概念和基于传感器栅格的雷达组网系统模型,并对组网的关键技术进行了分析。     

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。     

美国新一代战斗机雷达和电子战系统的技术发展

面对不断发展的防空系统，美国F-22和联合攻击战斗机(JSF)等新一代战斗机十分重视隐身能力，并采用了先进的雷达、电子战系统和传感器融合技术。     

基于DPSA的几种全极化RWR前端升级方案

现代高技术战争条件下，电子战任务和电磁环境中威胁信号形式变得更加多样复杂，要求电子战支援系统（ESM）天线传感器能够接收和检测各种不同极化的威胁信号，即具有全极化接收能力。本文首先简要的介绍了一种性能优良的天线一双极化曲折天线（DPSA），然后提出了利用单个双级化曲折天线，将现有机载雷达告警接收机升级为全极化接收机系统的四种解决方案，其中重点介绍了基于极化组合/分解思想的第四种方案。     

机载雷达电子战一体化技术研究

首先分析了实现雷达电子战一体化的必要性、可能性以及一体化带来的诸多优点,然后介绍了国外机载雷达电子战一体化的发展历程和发展现状。为了实现雷达和电子战的一体化,必须突破总体设计、共孔径天线、多模高速信号处理、数据融合和系统资源管理等关键技术。最后给出了一种基于相控阵技术的雷达电子战一体化实现方案,并简要论述了该方案在几种工作模式下的工作流程。     

主动（雷达）与被动（红外）测量数据融合的一种部分分布式结构

融合不同维数的测量的一种普通方法是采用顺序卡尔曼滤波器。这种顺序滤波器尤其适用于异步测量的场合；然而，如果有任何一个传感器性能下降，则它有可能发散。为此，本文提出了一种采用多外局部航迹的部分分布式或增维航迹结构的方法。为了融合脉冲多普勒雷达（距离和角度）的信息和红外成像系统（仅角度）的信息，在航迹级融合前要给红外系统的“不完整的”测量分配一个伪距项，这样就增加了一个距离维。这种结构在稳健性方面有潜在的优势，当红外成像系统的测量变差时，雷达的局部轨迹不会受到损害。文中对所提出的结构进行了模拟，并与在相同情况下用顺序滤波器获得的结果进行比较。模拟中采用了多种数据率。在通常的情况下，部分分布式滤波器需要有附加的时间校准逻辑，对用于融合处理的单独的雷达航迹和红外成像系统航迹进行预处理。这项研究的最终目的是确定部分分布式滤波器是否可以替代顺序滤波器，并且研究将部分分布式滤波器应用到加拿大军队的侦察型轻型装甲车（LAV）上的可能性。     

多功能宽带阵列的设计

采用新设计、研制的宽带辐射元和宽带单片微波集成电路（ＭＭＩＣ）验证了工作在Ｃ、Ｘ和Ｋｕ波段的高性能有源阵列，先进的共用孔径计划（ＡＳＡＰ）探索了能够同时具有或分时交替完成雷达、电子战及通信功能的宽带多功能阵列。在计划执行过程中完成了两个回合的辐射元和发射／接收（Ｔ／Ｒ）模块设计。本文归纳了辐射孔径设计方法、整个阵列的概念和目前的设计技术和性能。     

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。     

基于可信度计算的航迹相关算法研究

一、前言 在空管自动化系统中，同时进行着单雷达处理和多雷达融合处理。单雷达处理提供本地航迹（Local Track），多雷达处理提供系统航迹（System Track）。通常，一个系统航迹由一个或多个本地航迹融合产生并不断地被本地航迹所更新，从而在雷达管制员席上得到稳定、可靠的动态雷达图像显示。在多雷达融合处理之前首先要对本地航迹与系统航迹能否相关进行判断。本文引入可信度概念，并基于可信度计算对本地航迹与系统航迹相关算法进行研究。     

舰载多传感器/相控阵雷达系统及其数据融合

舰载多传感器 /相控阵雷达系统具有作战空域广、抗干扰性强、全寿命 /成本效费比高和工作可靠等突出优点 ,但技术复杂。其中多传感器数据融合技术是目前和未来舰载相控阵雷达的发展方向。主要论述 2 1世纪舰载多传感器 /相控阵雷达的系统组成、主要性能和功能、多传感器类型、数据融合的选择及其功能水平分级等     

斜装冗余传感器的分布式导航系统研究

为了满足低成本、高性能惯性导航要求,解决传统单一主惯导系统的成本高、体积大等问题,利用低成本MEMS惯性传感器,采用传感器斜装冗余配置,在最优卡尔曼滤波的基础上提出了一种基于虚拟传感器的最优信息融合技术,简化了测量系统的动态模型,减小计算的同时提高了测量精度。将斜装冗余惯性测量节点安装在载体的不同位置构成基于斜装冗余传感器的分布式导航系统,分析了分布式结构,利用基于虚拟传感器的等效模型,设计了分布式导航系统的测量融合系统。通过仿真试验,校验了基于虚拟传感器的最优信息融合有效地提高了测量精度,基于斜装冗余传感器的分布式导航具有较高的导航精度,同时证明此方法具有一定的抗干扰能力,能够抑制载体局部随机扰动对导航性能的影响。     

INS/CNS/GNSS组合导航系统信息分析及其滤波器设计

分析了INS/CNS/GNSS组合导航系统信息结构的特殊性 ,指出在此情况下应用联邦滤波器进行状态估计的信息不对等。针对此类情形 ,设计了几种滤波器的结构 ,分析了所设计滤波器的信息构成及信息的分配与融合 ,并尝试提出伪联邦滤波器的概念。本文所讨论的情形及设计的滤波器结构可以推广到一般的同类情形 ,并应用到相似的多传感器信息融合系统中     

基于伪相关函数的BOC无模糊跟踪性能分析

BOC(Binary-Offset-Carrier)调制广泛应用于全球导航卫星系统中,但由于BOC自相关函数的多峰导致传统码跟踪环路存在模糊性。伪相关函数(Pseudo Correlation Function, PCF)方法在本地采用两个特殊的参考信号和非线性处理以获得无模糊的相关函数。根据一种PCF方法本地参考波形设计的充分条件,推导了其无模糊函数的数学形式,并着重分析了其跟踪和抗多径性能与本地参考波形的关系。仿真结果表明：该PCF方法解决了跟踪模糊问题,且随着参考信号的宽度因子增加,其跟踪精度逐步改善;该PCF方法对于中长延迟多径干扰抑制能力较好,宽度因子为0.5或1时,其多径误差最小。     

协同侦察系统增加猝发探测功能的定位技术

协同侦察系统增加猝发式有源探测功能,使系统既具隐蔽性又可精确定位,是一个值得研究的问题。分析对远距离目标的多平台协同侦察定位和单站猝发式有源定位的定位误差分布特点,提出了协同侦察增加猝发式有源探测的综合探测体制,描述了系统工作流程,给出了协同侦察增加猝发探测的最大似然定位算法,仿真分析了定位性能。仿真结果表明,多平台协同侦察系统有较高的切向定位精度,猝发式有源定位有较高的径向定位精度,综合定位能将二者定位性能进行优势互补,一定程度上提高定位精度。     

伽利略系统搜救服务端到端验证项目系统概念与性能分析

作为中欧合作伽利略卫星导航项目的重要组成部分,伽利略搜救服务前向链路端到端验证项目是中国区伽利略合作项目中唯一一个系统级项目。项目的主要目的是通过端到端验证项目检验伽利略搜救服务前向链路的服务性能,确认设计技术指标和对本地用户终端地面系统模拟器FLVE的性能预测。文章在此介绍了EEV系统组成和定位方法。在演示验证阶段,EEV项目组还设计了一个软件仿真平台用于在伽利略在轨测试卫星发射之前分析EEV系统性能。进行了由360个地球表面均匀分布的求救信标发射信号被全部伽利略卫星星座转发,时间跨度为15天的定位精度和覆盖范围分析。在FOA和TOA分别达到10μs和0.1Hz的情况下,FLVE定位精度为5km的覆盖范围达到半径5000km。FOA和TOA在恶劣情况下为15μs和0.2Hz的情况下,覆盖范围缩减为4000km,但还是达到了国际同类本地用户终端地面系统的先进水平。     

多传感器信息融合研究进展与展望

介绍了信息融合定义的新认识、信息融合系统功能模型和结构模型的新发展,并就多传感器信息融合中的分布式检测融合、航迹起始、检测与跟踪的联合优化、主被动传感器系统数据关联、估计融合模型、传感器管理、非线性滤波所采用的数学工具等若干关键技术的新成果与新动向展开了讨论,详细阐述了各项技术的一些有代表性的最新进展及其在多传感器信息融合系统中的应用和发展情况。最后对多传感器信息融合技术的研究动向进行了展望,提出了今后的发展趋势和我们的研究策略。     

多信息融合组合导航半物理仿真系统设计与实现

导航算法是组合导航系统中的关键技术。为了验证导航算法的性能, 以导航算法能最终实现工程应用为背景,文中研究了一种以RS-232串行通信为基础,采用分布式仿真结构的多信息融合组合导航半物理仿真系统。根据系统工作原理,搭建了硬件平台,设计了系统的整体信息交换流程和各分系统之间的数据通信协议,利用MSC6.0和VC++6,0编制了传感器仿真程序,导航仿真程序,以及导航监控程序。最终完成了整个系统的实时联调。系统实时联调结果表明,该系统能够直观有效地验证各种导航算法的导航性能,从而为导航算法移植到工程应用中提供了有益的参考。     

基于刃边法的星载相机在轨MTF测量精度分析

调制传递函数(MTF)反映可见光对地遥感系统在对地物成像过程中信号的扩散与削弱程度,是表达系统辐射性能的重要指标.文章对星载可见光CCD相机在轨MTF主要测量方法进行比对分析,通过数据仿真,重点对随机噪声、边缘探测与拟合等主要影响刃边法精度的因素进行了分析.分析结果表明,计算所用刃边法能够较准确地计算可见光遥感系统的M...     

使用解析目标分流策略的海洋卫星多学科优化

在海洋卫星总体设计阶段,为了提高卫星整体设计性能和效率,采用多学科设计优化（MDO）技术对其总体参数进行设计优化。考虑轨道、有效载荷、结构和电源四个学科的设计变量和约束条件,以卫星总质量最小为优化目标建立海洋卫星MDO模型;针对各学科优化问题属性设计高效的优化方案并采用解析目标分流（ATC）这一多级MDO策略来协调整个优化过程。优化后海洋卫星总质量相对海洋一号（HY-1）卫星下降17.6%,整个优化过程花费的时间也比采用单级All at once(AAO)策略减少85.7%。一方面表明所建立的海洋卫星MDO模型的合理有效性,另一方面表明ATC策略结合学科定制优化方案的求解技术的有效性。     

利用增量相位和星光仰角增强XNAV

针对X射线脉冲星导航系统(XNAV)中过程噪声统计特性难以准确获取，对其不当假设导致滤波器估计性能不佳的问题，提出基于自适应差分卡尔曼滤波器(ADDF)的多信息融合算法。为了降低导航误差，在传统脉冲星计时观测的基础上，增加恒星星光仰角及两个时刻间的相位增量观测量，共同增强XNAV。首先，分别建立计时观测模型、相位增量模型及星光仰角模型；然后将多信息测量模型集成到卫星轨道动力学方程中，以建立ADDF滤波模型；最后对所提方法进行仿真验证。实验结果表明，在相同的初始状态和初始噪声误差条件下，与传统X射线脉冲星导航算法相比，多信息融合算法能将导航位置估计精度提高70%以上，位置估计误差降低到 200 m 左右，速度估计精度提高40%以上，且ADDF性能优于无迹卡尔曼滤波器。