一种基于有限记忆算法的干涉仪解模糊纠错方法

针对在通道相位误差较大时常规干涉仪测角解模糊算法频繁出错的问题,提出了一种基于有限记忆算法的干涉仪解模糊检测与纠错方法。利用干涉仪逐次递推测角算法解模糊的结果估计出角度和整周模糊值的初始值,在此基础上进行角度和整周模糊值的有限记忆递推,识别并纠正逐次递推测角算法中出错的解模糊测角数据,期望得到正确的解模糊结果,以保证后续角度数据的处理精度。仿真结果表明,有限记忆纠错算法能够有效地识别并纠正逐次递推解模糊测角算法中存在的模糊值出错问题,降低干涉仪解模糊的出错概率。此方法对其它体制的相位干涉仪测角解模糊纠错也具有一定指导意义。     

引入图像复原技术的遥感卫星图像压缩解码算法

针对遥感卫星基于小波变换的光学图像有损压缩算法,提出了一种引入图像复原技术思路的算法,对遥感图像解码处理过程中获得的低频信息进行复原,可以获得更多的用于在频域范围内描述图像结构信息的高频分量增益,从而提升整个解码图像的质量。通过此算法与传统的小波压缩算法进行对比,结果表明:压缩恢复图像的峰值信噪比(PSNR)较传统算法有0.1~0.3dB的改善,压缩恢复图像表现出更为丰富的纹理特性,可降低对遥感卫星图像数据处理和天地链路数据传输的要求。     

基于小波分析的容错组合导航系统故障检测算法研究

针对目前多数故障检测法对缓变的软故障检测不灵敏,延迟性较大,无法判断各种故障类别等问题,在分析利用小波奇异性进行故障检测原理的基础上,提出了一种基于模极大值原理的导航传感器故障检测方法。该算法利用传感器的观测量来诊断传感器是否正常工作,文中给出了利用小波奇异性进行故障检测的原理描述及利用该算法进行故障检测算法流程。该算法不仅对导航传感器软故障具有较高的检测灵敏度,而且可以通过故障点处信号的Lipschitz指数来判断故障类别,为传感器故障隔离和修复提供有效的信息,因此可以更好的保障多传感器容错组合导航系统的可靠性。计算机仿真表明所提方法是有效的,具有较高的实用性。     

星载测向定位技术研究

针对卫星无源定位系统对辐射源高精度定位的要求,以及日益复杂的电磁环境下时频重叠信号测向定位的难题,提出了单星阵列信号处理测向的方法,并对干涉仪和阵列信号处理测向的性能进行了理论分析和仿真比较,结果显示阵列信号处理测向比相位干涉仪具有更高的精度,在存在模型误差的情况下,基于盲源分离的测向算法比经典子空间投影测向算法具有更高的分辨力。     

航天器传动部件振动数据稀疏多分类智能故障诊断

针对航天器传动链机械零部件发生故障时训练数据稀缺以及信号的强非平稳\非线性特点,提出了动态数据驱动的子空间稀疏多分类智能故障诊断算法。首先对采集的单一传感器动态信号进行分形小波变换,生成常规和非常规二进小波尺度。然后对生成的各子空间提出基于故障能量指标的稀疏多分类器,以监测部件的故障特征频率为搜索目标,在子空间的包络解调谱上计算特征频率及其倍频附近的能量峰值,导出特定故障模式的稀疏评价指标,以各种故障模式的最大值识别和判定故障类型。所提出的算法完全实现了无人工监督的智能故障诊断。最后以航天器轴承故障诊断为例验证了该算法的有效性。所研究算法的泛化能力较强,技术路线同样适用于其他航天器传动部件的在线监测与故障智能预警。     

无源定位中基于小波变换的相位差去噪研究

实际工程中相位干涉仪的测量误差较大,造成相位差变化率定位算法的收敛速度较慢。利用小波阈值降噪法对相位差及其变化率信息进行平滑滤波,可以在相位差测量误差较大情况下进行快速高精度定位,而且观测间隔越短,抗噪性能越好,定位精度越高。仿真证明了算法的有效性。     

Stellar coronagraph using the principle of achromatic null-interferometer

In order to observe exoplanets we propose a space-based achromatic stellar coronagraph combined with a 0.8–1.5 m telescope. We develop an achromatic common path interferometer for observing an exoplanet (a faint off-axis source) on the background of a hoste star (bright axial source). An image of the star and its copy acquire an achromatic phase shift by 180° and interfere in antiphase. The achromatic phase shift is caused by geometric phase in the scheme of a three-dimensional interferometer. The interference process divides spatially the dark and light fields of the star image redirecting them to the opposite sides of a beam splitter. The interference process does not weaken the image of a planet, with equal intensities it is redirected to both sides of a beam splitter. The suggested scheme of common path interferometer ensures mechanical stability. The background signal is experimentally demonstrated to be reduced by six orders of magnitude.     

多尺度小波变换在野值剔除中的应用

常见的野值剔除方法即卡尔曼滤波算法条件苛刻,不易实现。在分析了系统方程之后,利用小波变换的基本原理,将系统信号分解到各个尺度上,在各尺度上分别进行卡尔曼滤波,之后进行小波重构从而得到各尺度下的滤波估值。此算法将小波去噪与卡尔曼滤波算法结合起来,能够更有效地剔除野值。针对卡尔曼滤波算法的复杂性,还提出了一种有效的滤波算法,利用该算法进行小波多尺度分解和滤波和重构,信号野值也可以得到很好的剔除。经仿真实验验证,这两种多尺度小波变换算法都能够很好地剔除野值,效果明显。     

Y型阵三维瞬时测距无源定位方法及精度分析

提出了一种干涉仪体制下Y型阵列对三维辐射源的瞬时定位方法。该方法基于球面波前模型,利用无模糊相位差测量量,能够实现对雷达辐射源的单脉冲定位。推导了定位方程,分析了该方法的理论定位精度,计算得到GDOP等值线图,并通过Monte—Carlo仿真验证了其有效性和正确性,最后给出了相位差解模糊的工程实现方法并进行了仿真验证。     

频域解模糊干涉仪测向方法

电子战作为现代战争中的重要组成部分,具有不可替代的作用。辐射源测向技术是电子战中的一个重要环节,对战场主动权的归属决定具有重要作用。常用的测向技术主要包括比幅、时差、干涉仪和多普勒等多种定位方式,其中干涉仪测向,因其工程实现简单、成熟且精度高的优势,在电子战中取得了广泛的应用。相对于传统干涉仪利用多基线、多观察角解模糊的方式,提出一种频域解相位模糊方法,挖掘信号内部的相位连续特性,利用固定基线-变化信号波长比的原理进行解相位模糊,简化了传统干涉仪设计与实现的复杂性。理论分析与仿真实验,证明了该方法具有较好的稳健性和测向能力,为解决传统干涉仪相位解模糊的问题提供了一种新思路。     

LBI瞬时测距无源定位方法及其精度分析

研究了长基线干涉仪(LBI)体制下基于球面波前模型的瞬时测距无源定位问题,运用几何学原理,推导了一种利用无模糊相位差测量量对目标辐射源的单脉冲被动测距、测角的新定位方法,并通过MATLAB仿真验证了该方法的正确性.分析了定位精度与基线长度测量精度和相位差测量精度之间的关系,指出基线长度测量误差对定位精度的影响是不能忽略的.通过MATLAB仿真给出了不同测量精度下的GDOP等值线图.最后对进一步研究的方向进行了探索.     

圆阵干涉仪测向研究

在圆阵干涉仪信号模型基础上,主要针对其解模糊的问题,提出了一种不用设置门限的聚类解模糊方法。理论分析和仿真验证了该方法具有更好的稳健性与实时性,并具有较好的实用性,为解决圆阵干涉仪测向提供了一种新的思路。     

小波阈值滤波在过滤PPG信号时的误差分析

近年来,随着人们对心率变异性的认知越来越深入,各种分析心电数据的算法应运而生。小波变换技术在识别RR间期过程中的起到了非常重要的作用。然而小波变换本身存在一定的误差,这种误差产生的原因是由小波变换的本质决定的。该误差对测试数据的影响,需要具体情况具体分析,不能一概而论。本文分析了小波阈值滤波在过滤PPG信号数据时产生误差的原因,并给出了这一误差的实际测试结果。     

LFM-BPSK复合调制信号识别和参数估计

雷达信号脉内调制方式识别是电子对抗的重要内容。从工程应用的角度,对滤波后的复信号利用改进的相位展开算法,计算瞬时相位、瞬时频率。判断频率跳变点的个数,对时-频曲线进行拟合,根据拟合的参数和信号的时宽带宽积确定信号是否为线性调频-二相编码复合调制信号。再对正确识别的信号进行参数估计,接着重构原线性调频信号,共轭相乘得到基带相位编码信号。最后采用小波变换法提取码速率。仿真结果表明,该算法有很好的识别率和参数估计精度。     

宽带信号多通道干涉仪测向解模糊方法研究

针对基于子频带分解的宽带信号干涉法测向中通道间相位差的模糊问题,提出了一种简单的解模糊方法,该方法运算量小且正确解模糊对信噪比要求低。仿真结果表明了结论的正确性。     

小波变换在弹箭遥测数据处理中的应用

由于遥测参数的时变性和各种干扰的影响，传统的Ｆｏｕｒｉｅｒ分析往往不能给出令人满意的处理结果。小波变换是一种同时在时间（或空间）域和频率域内进行局部化分析的新方法；利用小波变换及其自适应性，可以在不同的分辨率下分析和处理数据，尤其是处理非平稳信号。本文介绍小波分析的基本原理，说明利用小波变换将遥测信号在时频平面上表示的方法。在此基础上，将小波变换应用于实测遥测数据的分析和处理，从被噪声淹没的数据中成功地恢复出冲击信号，提高了箭遥数据的信噪比。     

运动单站长基线干涉仪自校正定位方法

针对单站测向定位中多通道干涉仪系统复杂且易受通道幅相不一致性影响等问题,研究利用运动单站上的单个长基线干涉仪(LBI)测量的模糊相位差(PD),联合估计辐射源位置和相位差偏差,实现自校正定位。针对该问题的高度非线性,提出一种距离和偏差联合参数化增量高斯和滤波(RBJP\|AGMF)算法,然后利用初始相位差得到一组方位角,采用距离与偏差联合参数化方法获得一组高斯和滤波初始值。使用增量扩展卡尔曼滤波器(AEKF)组进行递推计算,并分析了定位误差的克拉美-罗下限(CRLB)。仿真结果表明该方法运算量较小,定位性能可接近CRLB。     

同空间后向投影InSAR成像及干涉相位提取方法

为了提高复杂运动情况干涉合成孔径雷达（InSAR）成像精度,结合时域后向投影方法提出了一种基于同空间后向投影的InSAR成像与相位提取方法,分析后向投影多普勒补偿函数与干涉相位的关系,通过各天线回波投影到相同的成像空间,再构造相位补偿函数进行相干积累成像。仿真和实测数据验证了复杂运动情况下本文方法较传统频域算法获得更好的InSAR成像和干涉相位质量,且该方法还可在成像过程中实现InSAR图像配准、去平地效应的一体化处理,简化了InSAR数据处理。     

BBM/EM design of the thermal hyperspectral imager: An instrument for remote sensing of earth's surface,atmosphere and ocean,from a microsatellite platform

The Thermal Hyperspectral Imager (THI) is a low cost, low mass, power efficient instrument designed to acquire hyperspectral remote sensing data in the long-wave infrared. The instrument has been designed to satisfy mass, volume, and power constraints necessary to allow for its accommodation in a 95 kg micro-satellite bus, designed by staff and students at the University of Hawai'i. THI acquires approximately 30 separate spectral bands in the 8–14 μm wavelength region, at 16 wavenumber resolution. Rather than using filtering or dispersion to generate the spectral information, THI uses an interferometric technique. Light from the scene is focused onto an uncooled microbolometer detector array through a stationary interferometer, causing the light incident at each detector at any instant in time to be phase shifted by an optical path difference which varies linearly across the array in the along-track dimension. As platform motion translates the detector array in the along-track direction at a rate of approximately one pixel per frame (the camera acquires data at 30 Hz) the radiance from each scene element can be sampled at each OPD, thus generating an interferogram. Spectral radiance as a function of wavelength is subsequently obtained for each scene element using standard Fourier transform techniques. Housed in a pressure vessel to shield COTS parts from the space environment, the total instrument has a mass of 15 kg. Peak power consumption, largely associated with the calibration procedure, is <90 W. From a nominal altitude of 550 km the resulting data would have a spatial resolution of approximately 300 m. Although an individual imaging event yields approximately 1 Gbit of raw uncompressed data, onboard processing (to convert the interferograms into a conventional spectral hypercube) can reduce this to tens of Mega bits per scene. In this presentation we will describe (a) the rationale for the project, (b) the instrument design, and (c) how the data are processed. Finally we will present data acquired by THI on a laboratory microscope stage to demonstrate the spectro-radiometric quality of the data that the instrument can provide.     

基于贝叶斯估计的非平稳SAR图像自适应小波滤波

合成孔径雷达(SAR)的相干斑噪声严重影响图像质量、降低图像的可判读性。本文提出的滤波方法，将通用小波阈值滤波方法和基于图像局域统计特性的滤波方法相结合。针对非平稳SAR图像的不同区域采用不同的方法调整小波系数，具有自适应能力。分析了噪声在小波变换域中的分布和统计特性，用高斯混合模型来对其进行描述。采用期望最大似然(EM)算法迭代出小波系数的分布参数。最后用贝叶斯估计得出真实图像的小波系数。在仿真实验中，将该方法与经典的局域统计方法以及通用的小波阈值去噪方法进行了比较。结果表明，本文的方法能对非平稳SAR图像进行更有效的滤波。