先进的模块化跟踪器：一个实时的电视跟踪器

本文叙述先进的模块化跟踪器(AMT)，一个可以实时跟踪诸如运载火箭、卫星等目标的电视跟踪器。AMT是美国空军菲力浦实验室为捕获、跟踪、瞄准(ATP)实验而自行开发的一个项目。它采用了DATACUBE公司并行流水式图象处理硬件和图象流软件。目前的AMT版本使用：DATACUBE公司的MAXVIDEO-20、MAXSCAN和MLA860板。AMT可同时对二个不同的视频输入进行行星、边缘和相关跟踪，并可实时进行输入图象的视频转换、实时直方图计算及图象的处理。AMT具有自动捕获跟踪目标，自动调节阈值和波门大小的能力，它可用于任何地基、空基和天基等需要自动跟踪的应用场合。     

运动平台上基于粒子滤波的目标跟踪技术

在固定平台上实现视频运动目标的准确跟踪本身就是一项富有挑战性的工作。何况在运动平台上,受到背景杂波、亮度变化以及摄像机运动等干扰的影响,要想成功地对目标进行跟踪则更加困难。提出将强度梯度跟踪器与粒子滤波相结合,实现对运动平台上的视频序列中的运动目标的准确跟踪。实验结果表明,跟踪方法能准确、可靠地自动跟踪视频序列中的运动目标。     

扫描跟踪和图象跟踪之间的协调控制

扫描跟踪和图象跟踪方式之间的协调控制系统设计者提出了一些重要的问题。扫描跟踪用于点目标，图象跟踪用于大面积目标；在任何给定条件下，有时两种方法都可能用到。必须找到协调控制的一个最佳点。目标还可能在扫描跟踪和图象跟踪最佳的状态之间变化。当用一种方式丢失目标后，用另一种方式再次捕获目标又是另一个必须论述的问题。两种方式的局限性是需要考虑的：采用二维空间算法点点目标探测取决于目标和滤波器这两者的外形尺寸大小。图象跟踪的实现主要取决于目标的大小和形状。本文将论述采用典型的扫描跟踪探测点目标的探测算法，简要地介绍一种典型的图象跟踪器并给出几种不同情况下获得的结果。     

发射区经纬仪系统

白沙导弹靶场(WSMR)研制了一种“发射区经纬仪(LAT)”光学跟踪系统,该系统可为陆军正在研制的新一代超高速导弹提供更好的时间-空间-位置信息(TSPI)。LAT系统有一个高性能的光学跟踪座,上面安装一个8-12um的前视红外(FLIR)传感器,一个新设计的全帧针定位的35毫米摄影机和一个焦长50英寸的自动聚焦的镜头。RLIR配上白沙靶场自行研制的基于统计的自动视频跟踪器,这样构成一个功能很强的近距离导弹自动跟踪系统。这种LAT设计得可替代短程反坦克导弹试验计划的大量固定式摄影机。新开发的跟踪技术可以使角度跟踪的速度和加速度超过1弧度。开发了一种专门技术可在导弹发射时推动机座使之与目标运动相匹配,一种自适应伺服控制技术允许采用Ⅲ型伺服,补偿沿导弹飞行路径布置LAT跟踪座而产生的高加速度。在导弹通过垂直于机座的点时,使用一种自动化模式选择措施,使跟踪座迅速减速,以使目标始终保持在相机的视场中。本文介绍了由8台LAT组成的光学跟踪网的设计方案,利用FLIR传感器的自动视频跟踪技术和伺服控制算法的结构。这些算法使LAT系统达到了白沙导弹靶场以前从未达到的水平。     

天文-惯性组合式导航系统及星体跟踪器研制

 纯惯性导航或多普勒导航的一个共同缺点是:一般都具有随时问或距离增长的位置误差,这就需要有一个外基准系统。为了满足现代飞行器导航所要求的高精度和可靠性,组合式导航已成为近代导航系统发展的一种趋势。文中提供的天文-惯性组合系统,在物理意义上是一种较为合理的和比较精确的组合形式,在现代各类飞行器上有着重要的特珠用途。天文导航中的星体跟踪器是这种组合形式获得量测信息的主要设备。本文总结了国内第一台自行设计的自动星体跟踪器的研究设计方法和解决主要技术关键的措施,列出了有关公式。试验结果证明设计是合理的,达到了夜间地面能跟踪二等以上星体,白昼一定亮度背景条件下能跟踪亮星的预定性能指标。     

适合航天飞机应用的星体跟踪器

本文推导了航天飞机采用新型探测器件——电荷耦合器件CCD（ChargeCoupled DeVices）组成的星体跟踪器进行姿态稳定的公式。并提供一种适合航天飞机应用的星体跟踪器原理样机。     

再入目标光学跟踪中的跟踪算法和目标捕获

再入目标速度高、特性复杂,跟踪这种目标的光测设备必须具备跟踪能力强、快速响应的特点。为了确保光学部分在整个测量过程中始终锁定在目标上,常采用实时视频跟踪方案。这里必须选择合适的数字数据处理技术,对测量数据进行滤波和预测。本文对一些具有应用价值的预测和滤波算法进行了评价和比较,并给出了仿真结果。对高速目标的捕获问题,提出了采用随机零位跟踪和手动捕获加预测的新方法。     

直升机贴地飞行地形跟踪控制器的广义预测控制方法

本文采用广义预测控制(GPC)方法设计了直升机贴地飞行地形跟踪器.该方法通过最小化预测跟踪误差与预测控制增量的加权二次型性能指标来产生最优控制输入.本文在多输入/多输出飞行轨迹控制系统中采用单输入/单输出(SISO)广义预测算法即可精确跟踪其中一个输出变量.通过简化的直升机动力学模型的计算结果表明广义预测控制可在纵向平面内精确跟踪预定飞行轨迹.     

直升机平板显示器上的视频和地图

罗格森·卡托斯(ROGERSON KRATOS)公司正在改进其直升机平板显示系统处理视频和移动地图。这些改进的研制目前只针对贝尔412直升机,贝尔427直升机上以后也将采纳这些改进。视频输入的特性将使公司的综合仪表显示系统(IIDS)能够处理前视红外图象,在当今直升机的执法、新闻采编和其它市场应用上这一要求正逐步增加。仪表显示也能支持     

一种在紧缩场进行捕获跟踪试验的方法

为满足不断增长的天基中继业务需求,航天器星间链路常使用大口径高增益天线,且配置自动捕获和跟踪设备,以完成对目标航天器的自动跟踪.随着天线口径的增大,对场地空间要求不断增大,地面验证试验变得愈加困难.针对越来越难以实现的捕获跟踪外场试验,提出一种在紧缩场进行捕获跟踪试验的方案,方案详细分析了在紧缩场进行试验的可行性.通过设置跟踪通道校相因子,很好地分离了角误差信号,获得良好的S曲线以及非常小的交叉耦合,从而验证了在紧缩场进行捕获跟踪试验是可行的.相对于传统的远场测试方法,该方法具有不受气候影响、费用低等优点.     

一种全天时星跟踪器相对惯导的安装阵在线快速估计方法

全天时星跟踪器与捷联惯导组成的惯性/天文组合导航系统具有精度高、自主性强等优点，在飞机、无人机、船舶等领域具有广泛的应用前景。组合导航系统长时间工作中力热变化导致安装矩阵漂移进而影响导航系统精度，全天时星跟踪器由于天空光影响视场小，一次只能观测一颗恒星，无法根据一副星图直接进行安装阵估计。提出了一种基于Levenberg-Marquart （L-M）算法的捷联惯性/天文组合导航系统安装阵在线快速高精度估计方法，利用捷联惯导姿态测量值，将不同时刻的观测星矢量转移到同一时刻同一坐标系中，构造多颗观测星的观测矢量误差与导航星矢量最小二乘目标函数，利用自适应步长的L-M算法对其进行迭代求解，实时得到系统安装矩阵的变化量。试验结果表明，使用该方法后星跟踪器在捷联惯导本体坐标系的输出恒星投影矢量精度提升了1倍以上，在线估计时间优于5 ms，满足用户实时性和高精度要求。     

基于测控系统的质量信息监测系统设计与应用

在测控试验现场,针对测控设备状态和测控数据的质量信息,采用智能自动监测技术对设备和测控数据进行实时监视以及动态分析,提出了科学的异常判决方法和处理方案,开发了试验质量信息综合分析实时监测系统,实现了测控流程智能化管控、测控信息自动分析处理和质量信息自动化管理。在多颗卫星的跟踪验证中,质量信息监测系统对卫星长期管理的宏参数宏配置下发、标校和目标捕获与跟踪等任务过程能够进行准确监视,可以及时监测到测控数据和测控时间的异常并报警,并能够自动生成任务实施登记表等测控质量报表。实验表明,质量信息监测系统软硬件设计完善、状态监测点设置合理、判读测控事件方法有效。     

高速电影经纬仪的计算机控制系统

随着电子技术和计算机技术的发展,微机的应用越来越普遍。在靶场光学测量设备上应用微机进行控制和数据处理已势在必行。今后,靶场光测设备发展的一个重要趋势就是充分发挥计算机的作用,提高设备性能,实现智能化跟踪控制。其中包括信息处理、模式识别、智能控制、误差实时修正及故障自动诊断等。国外从七十年代后期就开始实现光测设备的计算机化。例如,美国的Super RADOT经纬仪采用计算机后,就具有图象实时处理,多种形式的控制,测量误差实时修正,故障自动诊断等功能。     

GPS接收机数字码跟踪环性能研究

建立了伪码捕获和跟踪过程的数学模型;推导出了伪码捕获的检测概率和虚警概率,提出了改进的双Dwell搜索方法;对一阶、二阶、三阶DDLL的动态跟踪性能及输入随机噪声影响进行了定量分析。研究结果表明,双Dwell搜索方法能显著缩短平均捕获时间,应根据不同的系统动态特点,选择不同的环路参数,以优化码跟踪环的特性。     

刀具磨损图象检测与分析

计算机辅助刀具磨损测量技术对加工过程自动化和最优化的研究具有重要意义。本文介绍了一种以微型计算机为中心，包括图象传感器和图象捕获器的刀具磨损直接测量系统，该系统成功地把视频图象数据采集与处理技术应用于刀具磨损量的测量。     

用于助推段目标自动捕获跟踪和助推结束定位的小型地基红外传感器

本文介绍一种叫作GBATS(Ground-Based acquisition and trackingsystem)的小型、地基红外角度跟踪系统。GBATS设计来被动地对感兴趣的助推目标进行二维角度跟踪。当目标发射时,GBATS自动地完成目标捕获、跟踪和助推结束(熄火)时间及位置的确定。多目标捕获、目标模糊处理,以及任意地雷达介入是GBATS的特点。这篇文章介绍系统和分系统的所有的硬件和软件部分。对白沙靶场发射的目标的试验结果以及未来的计划也给以讨论。     

一种基于二级变维Kalman滤波的跟踪算法

Kalman滤波器是一种高速的目标跟踪器.针对不同阶数的Kalman滤波器具有不同的跟踪能力与跟踪效率之间存在的矛盾,设计了一种自适应Kalman滤波算法.该算法使用两级滤波器,根据目标机动性的变化,适当的调整滤波器的阶数,使跟踪结果快速收敛,很好地解决了矛盾.通过对仿真结果分析表明,算法具有可靠、计算简便、快速等特点,模型滤波精度较高,并可实现实时跟踪预测,具有一定的理论价值和实用价值.     

一种基于扩频机制的定向天线捕获跟踪方法

针对空-地测控链路的特点,本文提出了一种基于扩频机制的定向天线捕获跟踪方法,通过采用具有良好正交性能的两路伪随机序列对基带信号进行直序扩频和正交调制,并优化捕获跟踪算法,有效提高了系统的天线捕获跟踪性能.经测试验证,该方法具有抗干扰、捕获速度快、跟踪效率高等特点.     

高动态雷达接收机的最佳距离和速度跟踪

普通雷达接收机难于对高动态飞行器捕获和跟踪。本文提出一种最佳跟踪接收机（OTR），它能对高动态飞行器实现快速捕获和精密跟踪。这种OTR是将最大似然估计与卡尔曼滤波相结合具有计算机反馈的数字化接收机。本文介绍它的工作原理、实现方法和跟踪性能。     

一种基于扩频机制的定向天线捕获跟踪方法

针对空-地测控链路的特点,本文提出了一种基于扩频机制的定向天线捕获跟踪方法,通过采用具有良好正交性能的两路伪随机序列对基带信号进行直序扩频和正交调制,并优化捕获跟踪算法,有效提高了系统的天线捕获跟踪性能.经测试验证,该方法具有抗干扰、捕获速度快、跟踪效率高等特点.