Future NASA spaceborne SAR missions

Two Earth-orbiting radar missions are planned for the near future by NASA-Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) and LightSAR. The SRTM will fly aboard the Shuttle using interferometric synthetic aperture radar (IFSAR) to provide a global digital elevation map. SRTM is jointly sponsored by NASA and the National Imagery and Mapping Agency (NIMA). The LightSAR will utilize emerging technology to reduce mass and life-cycle costs for a mission to acquire SAR data for Earth science and civilian applications and to establish commercial utility. LightSAR is sponsored by NASA and industry partners. The use of IFSAR to measure elevation is one of the most powerful and practical applications of radar. A properly equipped spaceborne IFSAR system can produce a highly accurate global digital elevation map, including cloud-covered areas, in significantly less time and at significantly lower cost than other systems. For accurate topography over a large area, the interferometric measurements can be performed simultaneously in physically separate receive systems. Since LightSAR offers important benefits to both the science community and US industry, an innovative government-industry teaming approach is being explored, with industry sharing the cost of developing LightSAR in return for commercial rights to its data and operational responsibility. LightSAR will enable mapping of surface change. The instrument's high-resolution mapping, along with its quad polarization, dual polarization, interferometric and ScanSAR modes will enable continuous monitoring of natural hazards, Earth's surface deformation, surface vegetation change, and ocean mesoscale features to provide commercially viable and scientifically valuable data products. Advanced microelectronics and lightweight materials will increase LightSAR's functionality without increasing the mass. Dual frequency L/X-band designs have been examined     

新一代直升机的飞行试验机载测量系统

本文主要介绍满足新一代直升机科研飞行试验要求的机载测量系统,内容包括测量系统组成和特点,该测量系统改变了传统的模拟信号集中采集、记录方式,采用可编程的分布式模块化数字测量系统,采集位于直升机各个部位的测量信号,如旋翼系统、尾桨系统、机身的应变载荷、振动、位移、温度等以及其它模拟信号、数字总线等,编码后的 PCM 数据流合并记录于机载数字记录仪,同时可挑选数据实时遥测。也简要介绍了部分配套使用的传感器和设备。     

新型机载双通道SAR-GMTI实时算法

提出了一种用于机载双通道SAR的GMTI新算法,将自适应插值算法与多普勒频域DPCA相结合,先分析了新算法的原理,然后以一个距离误差系数不为正整数,并且有加速度存在的载机模型进行仿真.给出了使用新算法后的仿真结果,证明了算法的合理性和可靠性.     

模型预测滤波在机载SAR运动补偿POS系统中的应用

 机载合成孔径雷达（SAR）运动补偿用位置姿态系统（POS）的定位精度直接影响SAR成像的效果。为进一步提高POS的导航精度,提出将模型预测滤波（MPF）与扩展卡尔曼滤波（EKF）相结合的方法应用于POS中。该方法不需要假设模型误差为高斯过程,并能够在线实时估计并修正系统模型,有效解决了MPF算法与系统模型不完全兼容的问题。飞行试验结果表明,该方法的收敛速度和滤波精度均明显优于目前工程应用中的KF和EKF,特别是大大提高了POS的定位精度;同时该算法与线性滤波KF的计算量相当,更好地满足了工程应用对导航精度和实时性的要求。     

新一代机载悬挂物管理系统需求分析

针对当前悬挂物管理系统的局限性,结合国外先进战机悬挂物管理系统功能,对我国下一代机载悬挂物管理系统需求进行分析,从FC总线技术、开放式系统架构、多挂点混挂技术、悬挂发射装置控制技术、武器数据链技术5个方面进行了具体的描述,为悬挂物管理系统设计指明了方向.     

NASA提升民用航空研究优先权

NASA成立50年来为美国航空航天事业的发展做出了巨大的贡献，然而业界普遍认为，NASA在航空领域研究的优先权远不如航天，特别是进入20世纪90年代后，航空领域的研究更是处于低迷期，严重影响了美国航空科研水平和竞争力。在国内外的压力下，NASA调整了航空领域的研制规划，重新打响了保持航空领先的保卫战。     

机载斜视SAR改进ETF快速成像算法

 根据机载斜视SAR(Synthetic Aperture Radar)成像模式,详细推导了任意场景位置的准确传递函数,在此基础上,提出了一种改进的ETF（Exact Transfer Function）成像算法。并推导得到了算法使用中分块处理应该满足的边界条件。由于推导过程基于准确运动模型和参考距离模型,方位相位的计算不做近似截取而是做准确计算,使得该算法具有更高的相位精度。同时该算法可运行于现有的成像系统,兼容性好;对数据分块并行运算,解决了斜视情况下大距离徙动带来的问题并且提高了运算速度。最后,点目标仿真成像结果证明了算法的有效性。     

基于2－D熵的机载SAR图像分割迭代算法研究

机载合成孔径雷达(SAR)图像可用于检测识别机场跑道.由于SAR图像包含大量噪声,算法抗噪性能对于SAR图像处理很重要.2-D阈值方法的分割效果比传统的一维方法要好,特别是对受噪声影响的图像.然而,2-D阈值方法耗时长,难以实用.因此,本文在现有的2-D熵迭代分割算法的基础上提出了一种基于二维直方图统计特点的最大熵阈值分割算法.通过大量试验证明,本文提出的方法不仅获得了理想的分割效果,而且进一步提高了二维阈值选取速度.     

面向未来飞机的机载网络存储系统研究

根据未来飞机航电系统的拓扑结构以及机载各类数据特征,提出了一种高性能、高吞吐量和高可靠性的机载网络存储系统设计方法,从而满足了未来飞机对高性能存储系统的需求,允许机载各个设备客户端对服务器进行透明的文件访问,实现了跨平台的数据共享,为网络存储系统关键技术在航空产品上的进一步应用提供了技术基础。     

基于二维逆滤波的机载SAR 自聚焦算法

在聚束合成孔径雷达(SAR)自聚焦处理时,残留距离徙动(RRCM)必须在自聚焦处理之前完全去除,否则 将会严重降低自聚焦的性能。本文提出了一种基于二维逆滤波的自聚焦算法,该算法在补偿相位误差的同时也补 偿掉距离和方位的二维耦合相位,消除了RRCM对自聚焦的影响,提高了逆滤波自聚焦算法的性能。最后通过实 测数据处理验证了本文提出的二维逆滤波自聚焦算法的有效性。     

一种超高分辨率机载聚束SAR两维自聚焦算法

受运动参数测量误差和大气扰动等因素影响,合成孔径雷达(SAR)图像通常会发生散焦,利用自聚焦对散焦的SAR图像进行后处理是一种有效的重聚焦手段。传统的自聚焦算法都只是针对方位一维相位误差的估计和补偿。随着成像分辨率的提高,自聚焦时残留距离徙动的校正成为SAR成像面临的一个新挑战。本文推导得到了极坐标格式算法处理后残留距离徙动和方位相位误差的解析表达式,分析了两者之间的内在关系,并利用该关系,提出了一种能够同时进行残留距离徙动和方位相位误差补偿的两维自聚焦算法。实测数据处理结果表明,在残留距离徙动效应不可忽略的条件下,该方法能够极大地改善原有自聚焦算法的聚焦性能。     

机载系统微控制器审查研究

随着民用航空产业的发展,以及电子控制技术的广泛应用,越来越多的机载系统被开发应用于微控制器上.由于微控制器的高度集成化,其确定性难以准确预估,可能造成的危害也难以预测,使得适航审查形式日益严峻.本文通过对微控制器配置相关问题进行研究,针对由微控制器配置问题导致的机载系统失效问题提出限制措施,以缓解产品失效影响并提升产品...     

基于控制线方法的机载SAR和可见光图像匹配应用研究

根据无人机(UAV)景象匹配导航的现实需求,对具有典型人造场景的机载合成孔径雷达(SAR)图像与可见光图像,提出一种基于直线特征的SAR图像与可见光图像配准方法.首先,利用改进的直线段检测(LSD)方法提取图像直线特征;其次,构造控制线并设计了一种基于控制线的图像配准方法;最后,依据仿射变换模型实现了待配准图像的精确自动配准.实验表明,在SAR和可见光图像存在较大灰度差异、旋转和平移的情况下,该算法仍能精确配准图像,且运算时间大幅减少,能够满足一些实时性较强的应用.     

冗余CAN总线在机电管理系统中的应用研究

CAN总线作为现场总线的一种,已在多个军用和民用领域得到了广泛的应用和推广。针对机电管理系统的实时数据采集、实时控制及综合化的设计需求,设计和实现基于冗余CAN总线的分布式机电管理系统的系统构型,重点阐述了系统的容错管理、机电CAN总线的容错及总线调度策略。     

基于CZT的机载并行双站斜视SAR成像算法

建立了机载并行双站斜视合成孔径雷达(SAR)的几何模型,给出了雷达回波的数学表达式,推导了它的二维频谱并对其特点做了分析。在二维频域内,先用聚焦函数对观测场景中心的点目标做精确成像,然后用Chirp-Z变换(CZT)校正中心点两侧目标回波的距离徙动,再通过方位向逆傅里叶变换得到了雷达图像。该算法利用了CZT能够处理非线性调频信号的特点,简化了处理过程,提高了计算效率和成像精度。仿真实验验证了这种基于CZT的新算法在处理并行双站斜视SAR数据时的有效性。     

一种新的非平行轨迹机载双站斜视SAR成像算法(英文)

本文提出了一种用于非平行轨迹机载双站斜视SAR条带模式成像的新的解析算法。该算法用收、发雷达的多普勒调频率贡献比为加权系数推导了点目标回波的二维频谱。通过解目标位置相对于收、发载机飞行轨迹的耦合,将这个二维频谱中目标的距离参数和方位参数进行了分离。在二维频域内,补偿掉双站扭曲项后利用二维Chirp-Z变换(2D-CZT)校正了距离向和方位向的徙动,获得了精确聚焦的目标图像。雷达回波的二维残余徙动用沿距离向和方位向的分块来限制,推导了数据分块的条件,由此可以实现宽场景成像。仿真试验验证了这种2D-CZT算法的有效性。     

美国探索性飞行研究的大本营NASA德莱顿飞行研究中心(DFRC)

对于世界航空技术发展做出重要贡献的美国X系列研究机计划,从探索新飞行方式的X-15高超声速研究机、探索新一代军用机的YF-12、XB-70、NF-104,到月球着陆研究器、“罗伽洛机翼”等,绝大部分都是由美国国家航空航天局(NASA)在爱德华空军基地的德莱顿飞行研究中心完成的,至今这种探索性试飞还在继续,它依然是世界航空界关注的中心。     

基于低成本INS的机载SAR运动补偿研究

为了提高雷达成像的质量．得到高分辨率的SAR图像就必须保证有精确的运动补偿方法来校正运动误差对成像的影响。提出了一种基于惯导数据INS的视线方向位移误差的补偿方法,采用了低精度低成本的INS．对此部分的原理及实现进行了深入的建模分析和推导,并给出仿真结果。结果表明,基于惯导进行运动补偿时低精度也可满足要求。