基于维纳滤波法的提高无人机测高精度方法研究

无人机高精度高度保持装置,通常采用误差相对较小的无线电高度表来作为测量高度或高度差的传感器。无线电高度表在海面上测高时,由于海杂波以及自身噪声等随机干扰信号的影响,会产生较大误差。为消除或减小海杂波以及自身噪声等随机干扰信号对无线电高度表的影响,需要对无线电高度表输出信号进行必要的处理。本文着重论述采用维纳滤波法最优估计技术来设计提高无线电高度表抗干扰的措施方法。     

等效高度电缆箱检定仪

该检定仪是专为无线电高度表高度量值建立的工作标准。它采用的原理新颖，具有独创性，无测量盲区，精密度高，并具有电路简单、维修方便、便于携带、造价低廉等优点，在国内自行研制的同类产品中居领先地位。     

调频连续波无线电高度表的仿真研究

阐述了调频连续波无线电高度表工作原理和仿真模型，在分析中考虑了垂直速度形成的多普勒效应，文中给出几种仿真计算的结果，分析计算结果可得知高度表的工作稳定性以及多普勒效应引起的动态误差，仿真计算程序可以应用于优化伺服系统参量或制作高度表的数学仿真器等方面。     

DRFM在高度信号模拟中的应用及关键技术研究CSCD

介绍了一种无线电高度表高度信号模拟方法,该方法利用DRFM能复制射频信号细微特征的技术特点,实现了模拟高度的连续可调和在高度信号上叠加干扰信息,重点介绍了采用的采样数据循环存储技术、数字噪声调制技术和多目标产生技术等关键技术。     

利用WW3模式实现中国海击水概率数值预报

海浪对掠海飞行有着重要影响,以T639预报风场驱动WW3（WAVEWATCH-Ⅲ）海浪模式,对2013年3月发生在中国海的一次冷空气海浪场进行数值模拟.结合飞行高度探测的标准差、海浪浪高的标准差,进一步实现了击水概率的数值预报,为低空飞行器的航迹规划提供科学依据.主要计算了5 m高度、10 m高度、15 m高度的击水概率,并对比不同飞行高度击水概率的差异.结果表明,以T639预报风场驱动WW3海浪模式,可以较好地预报中国海海浪场、击水概率场.在冷空气影响下,中国海的击水概率出现明显增幅.飞行高度低于10 m时,海浪会对掠海飞行器的安全造成很大威胁.      

基于立体视觉的飞行器运动姿态测量技术及其应用

针对某飞行器地面试验测量需求,介绍了基于立体视觉的飞行器运动姿态测量技术的基本原理和系统组成,并对其测量结果进行了分析。试验结果表明,该系统能高度准确地实时测量弹体姿态角和位置,考核了弹上制导和导航准确度,为试验的顺利完成提供了测量保障。     

涂覆吸波材料圆柱的RCS预估方法

用缩比模型测量结果预估是研制阶段获得大尺寸目标雷达散射截面（RCS）的常用方法，但根据经典电磁相似理论，严格满足缩比条件的涂覆吸波材料缩比目标测量难以实现。针对涂覆吸波材料缩比目标的RCS预估问题，提出了采用多元对数线性回归模型的预估方法。设计了2组圆柱模型，在微波暗室中对缩比因子分别为1、2、4、8的2组模型进行了测试。在完成角度矫正等数据预处理基础上，将缩比模型RCS数据作为训练集代入模型当中求得参数，对原模型的RCS进行预估并与实际实测数据进行对比分析。结果表明:所提方法预估数据与实测数据曲线拟合度较好，相较于传统平方率模型，误差下降了3~5 dB，在回归模型中加入吸波材料因子后误差进一步下降了0.3~0.8 dB。      

高度辅助的INS／SAR组合导航系统研究

对基于SAR图像匹配定位的地形辅助惯性导航系统的原理进行了充分阐述；同时针对SAR图像匹配定位高度通道不可观的特点，增加了高度输出为系统的观测量，从而构成了高度辅助的INS／SAR组合导航系统，并给出了系统实现原理图。依据对SAR图像匹配定位和气压高度表输出的分析，建立了组合导航系统的量测方程，在此基础上设计了线性卡尔曼滤波器，并完成了组合导航系统仿真。仿真结果表明，组合导航系统的定位精度可大大提高，该组合导航系统设计方案是成功可行的。     

法国“05-1”多国海上演习举行

MBDA公司于6月1日成功地进行了“紫菀”30导弹的试射工作，试射工作在法国西南部的兰德斯实验中心进行，“紫菀”30导弹成功拦截了一枚掠海飞行的反舰导弹。试射工作模拟了PAAMS(主要防空导弹系统)所面临的典型威胁：保卫一艘友方舰只不受一枚以掠海高度飞行的反舰导弹的攻击。     

关于多普勒频率转换成距离变化率公式的讨论

利用多普勒效应原理对雷达测速的转换公式进行了讨论，指出在飞行器高精度轨道测量中，现行的测速转换公式存在较大的误差；给出了新的包含二阶项的测速转换公式，并导出了一个简便实用的直接在测量数据上进行该项误差修正的方法，同时进行了误差特性分析。实际计算表明：轨道测量数据进行二次修正后，匹配程度明显优于修正前。     

High-performance altimeter Doppler processing for measuring sea level height under varying sea state conditions

This paper describes an innovative method for processing nadir altimeter data acquired in Synthetic Aperture Radar (SAR) mode, enhancing the system performances over open ocean. Similarly to the current SAR data processing scheme, the so-called LR-RMC (Low Resolution with Range Migration Correction) method, originally designed by Phalippou and Demeester (2011), includes Doppler beam forming, Doppler shift correction and range correction. In LR-RMC, however, an alternative and less complex averaging (stacking) operation is used so that all the Doppler beams produced in a radar cycle (4 bursts of 64 beams for the open-burst Sentinel-3-mode altimeter) are incoherently combined to form a multi-beam echo. In that manner, contrarily to the narrow-band SAR technique, the LR-RMC processing enlarges the effective footprint to average out the effects of surface waves and particularly those from small sub-mesoscale structures (<1 km) that are known to impact SAR-mode performances. On the other hand, the number of averaged beams is as high as in current SAR-mode processing, thus providing a noise reduction at least equally good. The LR-RMC method has the added benefit of reducing the incoherent integration time with respect to the SAR-mode processing (50 ms compared to 2.5 s) limiting possible surface movement effects. By processing one year of Sentinel-3A SRAL SAR-mode data using the LR-RMC method, it is shown that the swell impact on the SAR altimeter performances is totally removed and that an improvement of 10–50% is obtained in the measurement noise of the sea surface height and significant wave height with respect to SAR mode. Additionally, observational capabilities over the middle scales are enhanced potentially allowing the ocean mesoscale features to be retrieved and observations assimilated more usefully in ocean models.     

基于UKF的雷达高度计自主定轨

探讨了利用推广卡尔曼滤波估计非线性系统状态时存在的问题,从而介绍了目前广泛使用的分步逼近的卡尔曼滤波(UKF,Unscented Kalman Filter).为了提高导航的可靠性和准确性,在星敏感器导航系统中引入雷达高度计作为一个新的测量设备,提出了一种基于星上雷达测高仪及星敏感器联合进行卫星自主定轨的算法.建立了比较复杂的地球海平面模型,并考虑了其中风生重力波的影响. 利用雷达测高仪的测量结果和地球形状模型,计算地心矢量在卫星本体中坐标系的方向.利用UKF滤波定轨算法,明显提高了自主定轨的精度.数值仿真结果表明,UKF定轨精度要远优于推广卡尔曼滤波.      

基于ADS-B的航空器测高系统误差评估方法

针对基于广播式自动相关监视(ADS-B)数据的航空器高度保持性能监控中测高系统误差准确评估问题,提出了基于核平滑和混合正态分布模型的数据平滑和拟合分析方法。提出了ADS-B信息低分辨率高度数据的核平滑方法,通过比较分析得到了数据平滑的最优窗宽,基于实测数据的分析证明了该方法对于航空器测高系统误差评价的有效性。针对航空器使用的2套独立的测高学设备具有不同的高度保持性能分布特征的问题,提出了基于混合正态分布模型的拟合分析方法,实测结果表明,该方法可以准确拟合航空器测高系统误差的双峰特征。本文所提出的方法已经在中国RVSM航空器高度保持性能的实际分析中使用,分析结果满足国际民航组织的相关要求。     

高超声速滑翔飞行器地形匹配辅助导航方法研究

高超声速滑翔飞行器滑翔飞行高度在30 km以上，大气极其稀薄，传统采用气压高度计的地形匹配辅助导航方式将无法正常工作。为实现高精度地形匹配，在分析匹配算法对地形常值误差不敏感的基础上，详细论证了基于惯性系统解算绝对高度方案，并对比分析了将短时滑翔段弹道简化为等高飞行方案。在捷联惯性导航系统（SINS）误差模型基础上，结合高度通道方块图，通过拉普拉斯变换，建立了惯性系统高度通道短时稳定性解析模型，并以CAV-H为研究对象建立数值仿真环境。仿真结果表明，解析模型精度较高，基于SINS解算绝对高度能够满足地形匹配辅助导航系统精度要求，优于气压高度计正常工作时的精度。      

一种多传感器组合导航系统的改进异步融合算法

针对多传感器组合导航系统中各子导航传感器数据采样率不同且呈有理数倍的这一特殊问题，提出了一种组合导航系统的信息融合算法。首先将多传感器组合导航系统的原始状态方程变换成状态数据块向量与当前状态向量之间的关系，进而构成新的状态方程，而原始量测方程表达为与状态数据块向量之间的关系，进而构成新的量测方程。然后基于具有尺度与小波特性的矩阵算子，给出了改进异步融合算法的具体实现步骤。最后将该算法应用于CNS/GNSS/SINS/高度表多传感器组合导航系统。仿真结果表明，相对于传统算法，位置、速度和姿态精度可分别提高约20%、15%和10%，验证了本算法的高精度特性和可行性。     

电离层虚高的高精度测量与分析

为了提高电离层虚高测量精度,介绍了利用电离层回波相位实现高精度虚高测量的方法,并以CADI(Canadian Advanced Digital Ionosonde)电离层数字测高仪为研究平台,进行组合脉冲控制和回波相位测量分析,开展了一系列虚高测量实验,并与传统的利用回波时间延迟的虚高测量方法进行了分析比较.实验结果表明,基于回波相位的测量分析方法与回波时延测量分析方法相比,其虚高测量精度高一个量级以上,这对精确反演电离层峰下电子浓度剖面及研究电离层精细结构具有重要意义.      

电离层的运动与电波频率的变化

本文对从空间缓慢变化电离层反射的回波的多卜勒频移进行了讨论,认为反射面的运动和媒质的运动可以分开,等效镜反射面不一定在偏区.提出了利用寻常波和非寻常波多卜勒频移反演等值面运动速度剖面的方法.      

Exploring the potential of Sentinel-3 delay Doppler altimetry for enhanced detection of coastal currents along the Northwest Atlantic shelf

In this study, we evaluate Sentinel-3A satellite synthetic aperture radar (SAR) altimeter observations along the Northwest Atlantic coast, spanning the Nova Scotian Shelf, Gulf of Maine, and Mid-Atlantic Bight. Comparisons are made of altimeter sea surface height (SSH) measurements from three different altimeter data processing approaches: fully-focused synthetic aperture radar (FFSAR), un-focused SAR (UFSAR), and conventional low-resolution mode (LRM). Results show that fully-focused SAR data always outperform LRM data and are comparable or slightly better than the nominal un-focused SAR product. SSH measurement noise in both SAR-mode datasets is significantly reduced compared to LRM. FFSAR SSH 20-Hz noise levels, derived from 80-Hz FFSAR data, are lower than 20-Hz UFSAR SSH with 25% noise reduction offshore of 5 km, and 55–70% within 5 km of the coast. The offshore noise improvement is most likely due to the higher native along-track data posting rate (80 Hz for FFSAR, and 20 Hz for UFSAR), while the large coastal improvement indicates an apparent FFSAR data processing advantage approaching the coastlines. FFSAR-derived geostrophic ocean current estimates exhibit the lowest bias and noise when compared to in situ buoy-measured currents. Assessment at short spatial scales of 5–20 km reveals that Sentinel-3A SAR data provide sharper and more realistic measurement of small-scale sea surface slopes associated with expected nearshore coastal currents and small-scale gyre features that are much less well resolved in conventional altimetric LRM data.