遥测数据压缩的一种方法——参数提取法

一、前言记忆遥测可以说是解决再入飞行器遥测中所谓“黑障区”问题的途径之一,而且已有人提出,希望能把飞行的全部重要数据都记忆在存储器中,待离靶标不远时才发射出去,即实现全部记忆遥测。实现这种设想意味着要求在几秒钟内将几十分钟采集的全部数据传送到地面。显然,关键在于有效地压缩遥测数据。欧洲空间研究中心于1975年公布了这个中心所研究的、用于欧联卫星遥测数据压缩的各种预测和内插压缩方法及结果;参考文献     

一种基于LZW算法的PDW数据压缩方法

PDW数据是ESM设备获得的重要情报之一,是分析目标辐射源信号特征的关键数据。在某些分布式ESM系统中,为了实时获取PDW数据,需要将PDW数据通过无线数据链下传。分析了PDW数据压缩在分布式ESM系统中应用的必要性,介绍了LZW压缩算法的基本原理和实现方法,最后详细介绍了关联比较器与LZW算法相接结合的PDW数据压缩的实现方法。     

利用MPEG图像压缩技术传输和控制小卫星图像

低功率小卫星的有限数据率通常要求图像在发送之前经过了数据压缩。目前研究出了几种数据压缩技术，并对其做了改进。这些方法包括：矢量量化（ＶＱ）、Ｌｅｍｐｅｌ－Ｚｉｖ、分数维编码和诸如ＪＰＥＧ及ＭＰＥＧ的离散余弦变换（ＤＣＴ）方法。     

基于特征点的地形数据存储模型

低空突防在现代战争中发挥着越来越重要的作用，而机载数字地图是现代自主式低空突防系统的一个关键子系统。突防区域内的三维地形数据是数字地图最重要的信息源，故数字地图子系统的成功构筑有赖于在机载环境下有效地存储三维地形数据。本文提出了一种基于地形特征点的三维地形存储模型，其中给出了地形特征点的提取方法及地形特征点的存储编码方式。研究表明，该存储模型可大大减小地形数据的存储空间，并有利于提高三维地形的显示速度。     

小波分析在振动监测信号处理中的应用

讨论了小波分析的基本原理及确定全局门限值的方法，并运用小波分析对振动监测信号进行消噪和数据压缩处理，大大减小了数据的存储空间，为信号的后期分析奠定了基础。     

航天遥测数据的无损压缩研究

航天工程需要采集大量数据，“九五”期间，我国遥测数据率将达到１０Ｍｂ／ｓ，遥测数据检前记录带宽已非届时可用记录介质所能支持．唯一的出路就是采用数据压缩．本研究探讨航天遥测数据的无损压缩方法，以降低遥测地面站记录设备的带宽要求，节省遥测数据库的存储空间．根据对“ＣＺ—ＺＥ”和“ＣＺ—３”４０６ＭＢ遥测记录数据的实际统计特性，选取了不带量化器的差值脉冲编码调制（ＤＰＣＭ）压缩算法．以零阶预测，通过反射型熵编码器，利用简化的截断Ｈｕｆｆｍａｎ码表，编制了实用化的压缩编码／解码恢复软件，将上述遥测记录数据压缩到３１ＭＢ，平均后的实际压缩比为１３．８０，有效压缩比大于２。在４８６－ＤＸ２／６６微机上用高级语言编程实现，即使在最坏情况下，平均压缩一个数据样本所需要的时间也小于１０μｓ．全部应用程序（包括辅助软件）均集成在一个“遥测数据压缩软件包”中，通过菜单集中调用，便于使用．     

遥测数据压缩算法的设计与实现

介绍遥测数据在数据存贮过程中的特点 ,分析对遥测数据进行压缩的必要性 ,特别地还分析了数字信号处理方法在遥测数据压缩中的应用。设计了自适应的遥测数据压缩算法。系统中使用多种压缩算法 ,包括预测编码、Huffman编码、游程编码、1- 9编码等 ,通过使用快速傅里叶变换、离散余弦变换、小波理论 ,将遥测数据信号转换到频域 ,再通过一般压缩算法进行压缩 ,在符合数据处理精度要求的前提下 ,引进有损压缩算法 ,达到最高压缩比。实践证明 ,使用多种压缩算法相结合 ,能使数据压缩率提高十多倍 ,远远高于压缩软件的压缩比。     

数字信道化内插结构的一种推导方法

介绍了数字信道化内插结构的一种简便推导方法,该方法直接从第k个信道的内插结构开始推导。采用该方法推导了数字信道化的一种典型内插结构。对推导出的内插结构进行了Matlab仿真,验证了该方法的正确性。     

基于SAR子孔径图像的浅海水下地形探测

沿海地区水下地形的精确测量是人类开展海洋活动的关键，合成孔径雷达（SAR）为浅海地形的探测提供了一种新的手段，其中TerraSAR-X 的聚束模式以较长的积分时间得到高分辨率的 SAR 数据，从而能较为精确地反演浅海的海底地形。传统 SAR 图像水下地形探测基于波周期不变的假设，这不仅需要已知初始水深求解波周期，还给探测结果带来一定误差。本文提出一种基于子孔径图像的水下地形探测方法，将一景SAR图像分解成多景时间间隔固定的子孔径图像，利用子孔径图像间的时间间隔，求解不断变化的波周期，从而获得更加精确的水下地形。使用在海南蜈支洲岛的 TerraSAR-X 数据验证了此方法的可行性，将此方法反演得到的结果与GEBCO数据进行比较，发现两者吻合较好（MAE为2.8 m，MRE为23.91%），证明了此方法在浅海反演水深的巨大潜力。     

基于北斗三号短报文的共视数据压缩传输方法

共视时间比对通过交换两地共视数据完成远距离高精度的时间比对。针对无地面通信网地区,本文提出了一种基于北斗短报文的共视数据压缩传输方法,该方法通过将共视数据进行压缩,利用北斗的短报文功能对压缩后的共视数据进行实时传输,在无地面通信网的地区进行了共视时间比对试验。试验结果表明,本文设计的共视数据压缩方法具有较好的压缩效果,可以通过北斗短报文实现无地面通信网的情况下的实时共视时间比对。     

基于等高线图与小波变换的3D地形匹配算法研究

提出一种新的基于边缘的3D地形匹配算法。在算法中，一种结构紧凑的特征“等高线图”，用于表示参考高程图(DEM)及从实时数据恢复的高程图，这样3D地形匹配转化为基于等高线的匹配，即边缘(平面曲线)匹配问题。在边缘匹配过程中，首先用一种具有平移，旋转，尺度不变性的规范化小波描述子描述边缘。其次提出了一种基于小波系数域的快速边缘匹配算法，并分析了运算复杂性。由匹配成功的边缘对提取控制点的坐标。讨论了图像变换模型及基于最小均方根误差准则的图像变换参数估计方法。用真实地形实验表明该算法匹配精度高，计算速度快。最显著的特点是该算法抗噪声能力强。     

基于捷联惯导高保真误差模型的非线性滤波算法

针对捷联惯导系统在大姿态误差条件的对准问题,推导了高保真非线性误差模型。该模型采用欧拉角表示姿态误差,并用与导航解算相同的姿态更新算法准确描述了姿态误差的传播规律。利用该模型设计了扩展卡尔曼滤波器,并以二位置对准为例,比较该模型与线性模型和大方位误差模型的滤波效果。仿真实验结果表明在小角度误差和大方位误差条件下,基于高保真模型的滤波器估计精度都优于其它两种模型,且在大水平姿态误差条件下滤波精度也很高。     

一种适合于斜视TOPS SAR的改进PFA成像方法

针对斜视循序扫描地形观测(TOPS)合成孔径雷达(SAR)成像模式,对广义极坐标格式算法(PFA)进行改进,提出了一种先线性走动校正(LRWC)后PFA插值的成像方法。利用LRWC显著降低了距离向与方位向的耦合,简化了距离单元徙动校正过程。走动校正后方位向采样依然是均匀的,因此方位向插值可采用Chirp-Z变换快速实现。对于波束扫描及走动校正引起的多普勒调频率的方位空变问题,采用方位非线性变标(ANCS)的方法进行统一校正,大幅提高了方位向的聚焦深度,扩大了可良好聚焦的场景范围。仿真和实测数据处理结果验证了所提方法的有效性。     

基于起伏地形的干涉SAR回波数据仿真

地形起伏造成SAR图像几何畸变,从而对回波数据产生重要影响,基于此提出一种基于起伏地形的干涉SAR回波数据仿真方法。建立了地距几何仿真方案,通过插值对地面目标点进行重采样,有效地实现了SAR图像中几何畸变的仿真。提供了一种新的相关性复后向散射系数模型,考虑了散射系数幅度的随机起伏特性和两通道随机相位的相关性,进而建立时域回波信号模型,通过对方位回波信号插值,一定程度上减小了距离门取整带来的误差,最后给出干涉SAR回波数据的仿真流程。计算机仿真结果表明该算法不仅能有效体现干涉SAR图像中的几何畸变,而且验证了相关性后向散射模型和回波信号模型的正确性。     

在不同地形条件下的地形辅助导航系统定位精度评估

如何选择合适的地形是卡尔曼连续修正的地形辅助导航系统在实际应用中遇到的难题。本文首先建立系统仿真模型，然后利用ＡＲＣ／ＩＮＦＯ地理信息系统软件进行地形分析。在此基础上，通过大量的计算机仿真试验，对卡尔曼连续修正的地形辅助导航系统在不同地形条件下的定位精度进行了评估。评估结果为系统在实际应用中的地形选择提供了依据。     

基于深度强化学习的复杂地形适应机器人设计与实验

针对行星表面轻量化自主探测任务，基于仿生思想设计了一种仿海胆结构的十二足球形机器人，其具备自主改变构型以贴合复杂地形的能力，可实现无倾覆、高容错的全向运动；基于数据驱动方法，对该机器人设计了一种数据高效的无模型强化学习运动策略，可实现无先验知识的从0到1步态训练以及步态的实物样机快速部署。通过在平面地形和非结构化地形中对其进行仿真实验，验证了经过训练的机器人具备自主运动、适应非结构地形等能力；通过与常用基准策略进行对比，证实了本文提出的运动策略具有训练高效、鲁棒性好的优势；最后通过开发原理样机，开展实物实验验证了仿真环境中所生成的步态在真实物理环境中的动力学可行性。     

全数字接收机中的并行插值技术研究

文章针对全数字接收机提出了一种并行插值结构.它不同于以往的串行插值,一次可以计算出一个符号内所需的所有插值点.这个特点改善了硬件中对插值计算的速度限制,提升了全数字接收机的性能.同时仿真结果表明,该并行插值结构可以很好的调整定时误差,适合应用在高速率的数据通信中.     

空间相机温度解算方法的分析与研究

通过温度解算完成相机主体温度测量,是相机主体温控系统实现的关键环节之一.传统的温度解算方法存在数据存储量大、可移植性差、温度映射精度低等缺点.文章提出一种拟合温度解算法,针对不同的系统需求,给出两种改进方案,对拟合温度解算法及其改进方案的原理、性能及实现方式进行描述与分析.实践证明,该方法具有占用内存小、可移植性好、温...     

红外/雷达复合制导数据融合技术中的时间校准方法研究

从理论上分析了适合于红外/雷达双模复合制导背景下数据融合的3种时间校准方法,以校准误差为标准,时间片和目标机动为影响因素对这3种方法的校准效果进行了分析比较,并首次对传感器测量噪声在校准中的传播变化情况通过计算机仿真进行了尝试性研究。仿真结果表明:分段线性插值方法计算最简单,对噪声在校准过程中传播的不确定性有较好的抑制作用,且对时间片和目标机动均不敏感,它满足了双模复合制导对数据融合时间校准方法的要求。最后给出了分段线性插值在双模复合制导数据融合中的应用仿真结果,结果表明分段线性插值方法的时间校准性能良好。