白天非自发光天体目标探测技术的研究

本文讨论了在白天晴空背景下非自发光天体目标探测系统的探测极限、目标对比度及信噪比与目标特性、天空背景特性、光学系统参数和CCD参数之间的关系,重点讨论了光谱滤波技术对探测极限、对比度、信噪比的影响,数值仿真结果表明:光谱滤波技术可以将目标的光学对比度提高4——8倍,将目标的信噪比提高1.6——2.5倍,可将系统的极限探测星等提高0.4——0.7个目视星等。     

白天强天空背景条件下空间目标探测能力分析

从空间目标探测的需求出发,提出了在白天强天空背景条件下实现空间目标探测的两种技术途径。通过分析计算表明,采用光谱滤波技术和增长光学系统焦距两种方法对探测能力的提高具有显著效果。     

白天大气层内星敏感器观星能力分析

利用星敏感器进行白天大气层内观星,首先要解决的问题是强天空背景的干扰。通过对白天天空背景和不同光谱恒星的特点进行分析,提出了光谱滤波和偏振成像加形态学滤波和多帧图像累加的技术路线,综合利用光学方法和图像处理方法提高观测对比度和信噪比。给出了白天观星的信噪比模型,并在不同天空背景偏振度条件下,得出了G、K、M光谱恒星的0至5等星的单帧图像信噪比和对应的使CCD(Charge Coupled Device,电荷耦合器件)接近饱和的极限曝光时间。结果表明:星等值越低,天空背景偏振度越大,则信噪比越高;同等条件下,信噪比由小到大依次为G、K、M光谱恒星;而对于低信噪比的图像,通过多帧累加后可满足观测的要求。     

空间目标的空基红外测量技术

地基红外测量系统由于受大气衰减和天空背景的影响,对空间目标的探测能力有限。针对此问题,提出了采用空基红外测量系统实现空间目标红外特性测量的设想,通过从决定红外测量系统探测能力的信噪比和调制对比度2个方面出发,推导出了红外测量系统作用距离公式。并利用大气传输软件计算了长波红外在不同高度下的大气透过率、天空背景,理论分析给出了不同高度的空基红外测量系统对不同辐射面积空间目标的探测距离。仿真结果表明,当空基平台高度大于10km时,长波红外不仅可以观测到光照区内的低轨空间目标,而且还可以观测到阴影区内辐射面积不小于40m~2的低轨空间目标。     

用于确定在天空背景下红外探测器探测距离的分析方法

现代战争中红外敏感探测的广泛应用使航空飞行器面临着严峻的威胁。本文给出一种用于确定红外探测器对目标探测距离（在此距离上的航空飞行器易被红外寻的探测器探测到）的简单分析方法。这种方法可适用于任何对地面或空中目标进行搜索的红外传感器。该方法主要是通过一系列的辐射计算来确定探测距离，其中考虑了目标的辐射亮度、探测器的噪声等效通量密度（NEFD）、信噪比（SNR）等，还可以给出夜间、白昼条件下天空背景及传输路径上的辐照度（由LOWTRAN7．0确定）。文中用实例一步步地对该计算方法进行了说明。     

基于局部均值差分的红外小目标图像背景抑制算法

复杂背景条件下红外小目标检测是提高红外武器系统探测距离的有效措施之一。针对小目标的特点提出了一种基于局部均值差分的红外小目标图像背景抑制算法。首先,通过优化的高通滤波进行初始背景抑制;然后,在分析小目标与背景像素差异的基础上检测目标潜在区域;最后,通过局部分割和特征分析实现抑制背景并增强目标。仿真结果表明,对于复杂地物及云层背景的红外图像,所提算法在提高目标信噪比及对比度方面均有较强的稳定性。     

白天天空背景亮度仿真研究

天空背景辐射严重影响光电系统对空间目标的探测跟踪能力，克服背景辐射干扰是解决白天目标探测跟踪的重要工作。本文描述了通过求解大气辐射传输方程，仿真计算白天天空背景亮度的方法，分析了不同太阳天项角、观测方向以及不同大气光学厚度条件下天空背景亮度。     

目标温度场对红外成像探测的影响

在红外成像探测中,目标温度场会影响探测距离。通过实验,研究了目标红外图像像素数随温度的变化,以及这种变化对红外成像探测距离的影响。根据实验中的像素数统计,计算图像中目标像素点个数在整个红外图像中所占的比例,并分析目标温度变化对目标能量分布的影响。依据对红外成像系统观测等级的划分,对作用距离进行了估算研究,通过仿真和实例计算,验证了温度场扩散对探测距离的影响。     

飞行器红外隐身效能工程评价方法

 针对飞行器的红外隐身问题,推导出红外辐射对比度与作用距离的理论关系,采用指数拟合获得大气透过率与作用距离的近似关系表达式,简化了对作用距离的计算,并通过实际算例考察了目标表面温度、目标发射率和飞行速度对红外辐射对比度及作用距离的影响。结果表明：对比度和作用距离随目标表面温度、发射率及飞行速度的下降趋势基本一致;在一定条件下,对比度可代替作用距离作为评价目标红外隐身效果的简单、快速的参数,对比度越小目标的红外隐身效果越好。对比度的计算快速、准确、灵活性强和适用范围广,为今后进一步对飞行器的红外隐身研究提供一定的理论参考。     

一种用于弹道导弹助推段的多机协同探测方法

针对远程弹道导弹助推段协同探测问题,在双机协同探测的基础上,提出了一种试探机动轨迹优化与三轴分离IMM-EKF (TASIMM-EKF)滤波算法相融合的多机协同探测方法。首先,考虑到探测无人机自身位置对于目标定位精度的影响,提出了采用试探机动轨迹优化策略对各探测无人机进行轨迹优化。同时,提出了一种三轴分离IMM-EKF滤波算法。仿真结果表明,该方法能有效提高状态估计精度,缩短估计时间,对机动目标状态估计表现出良好的性能。     

防空导弹攻击目标的红外成像特性分析

通过结合对目标的红外成像特性研究,首先阐述了在复杂背景条件下防空导弹对目标的红外成像寻的制导的组成和原理。然后详细分析了地面杂散背景的辐射和散射特征,综合分析了军用飞机被防空导弹攻击目标的红外辐射特性。在对复杂背景辐射特征和目标红外特性分析的基础上,给出了一组典型地表光谱辐射亮度曲线和太阳对地表的全波段辐射能流(辐照度)随时间的变化曲线;绘制出了红外成像导引头在整个红外波段内的探测效能曲线。分析结果对研究防空导弹红外成像导引头如何从复杂背景中将目标的典型特征信息提取出来并进行有效识别和跟踪奠定了基础。     

负跃层对主动声纳探测距离影响仿真研究

简要分析了声波穿过负跃层时的传播特性,结合潜艇利用跃变层规避主动声纳探测的战术背景,对负跃层影响主动声纳的探测距离进行了研究。建立了主动声纳搜潜的数学模型,利用平滑平均声场理论估算了存在负跃层时的声传播损失,分析了负跃层深度、厚度以及声速跃变差对主动声纳探测距离的影响,并进行了仿真。结果表明,负跃层对主动声纳的探测距离有明显影响。     

红外搜索跟踪系统单机运动测距方法研究

机载红外搜索跟踪系统只能测量目标的方位、俯仰角度信息,而无法直接获取目标的距离信息。因此需通过载机平台的机动运动,提高系统可观测性,从而对目标距离进行解算,为火控系统提供完整的目标运动参数,实现对目标的被动攻击。通过建立红外搜索跟踪系统（IRST）单机运动测距的数学模型,针对伪测距的非线性滤波的有偏特点进行了去偏处理,获得无偏的单机运动测距模型,并通过数字仿真进行算法模型的仿真验证,验证了算法的有效性。     

基于当前统计模型的变结构制导律

将变结构制导律应用于空空导弹的末制导段,在获得被动雷达角度测量信息的基础上,用基于弹目相对信息的自适应当前统计模型进行滤波得到距离、速度等信息。在滤波过程中采用自适应扩展kalman滤波改善测量方程线性化带来的误差,将自适应当前统计模型与自适应扩展kalman滤波相结合设计目标跟踪滤波器,提高传感器对目标的跟踪性能。仿真结果表明该方法对目标具有良好的跟踪性能。     

红外极小目标检测算法研究

低信噪比检测技术是实现红外自动目标识别的基本前提,其性能指标将直接决定系统探测距离的远近,是反映红外低可观测目标识别能力至关重要的一项核心技术。自适应背景估计方法是实现这一目标的有效途径。本文在重点论述几种背景估计常用技术的基础上,提出了红外极小目标的形态滤波优化改进算法,通过理论分析和实验检测表明：该算法简化了形态变...     

基于预警卫星系统的临近空间飞行器跟踪

系统地研究了如何对临近空间飞行器进行有效实时跟踪的问题,并提出了一种基于约束总体最小二乘与自适应交互式多模型（CTLS-AIMM）滤波相结合的实时跟踪滤波算法。首先考虑到临近空间飞行器的特点,选择使用红外预警卫星系统探测目标飞行器,并使用约束总体最小二乘算法（CTLS）对目标进行粗定位;然后在粗定位信息基础上,使用自适应交互式多模型滤波算法（AIMM）对目标飞行器进行实时跟踪。在AIMM中,根据临近空间飞行器机动特性,合理选择目标模型集,并使用迭代最小二乘算法对模型参数进行自适应调整。通过仿真,验证了该跟踪滤波算法的可行性。     

贝叶斯推理运动轨迹相干累积的动目标检测方法

雷达理论和实践都表明相干累积是机动目标探测行之有效的方法,但其性能会因脉冲回波处理间隔内未知距离和/或多普勒的徒动而降低。为解决这个问题,提出了一种贝叶斯推理运动轨迹相干累积的动目标检测方法。首先,通过对脉冲压缩回波信号的距离频率进行翻转,就可从未翻转与翻转后的回波信号相乘的傅里叶逆变换中,提取出慢时间维描述待探测多目标运动轨迹的时频信号。视该时频信号中各目标运动轨迹为状态变量,获得的时频信号为观测,建立起多目标运动轨迹的状态空间模型。这样,据贝叶斯滤波推理出的目标运动轨迹,构建出快-慢时间维联合的二维匹配滤波器,就能补偿目标高速/机动带来的未知距离和/或多普勒徒动。理论分析和仿真实验均证明：所提算法适用具有复杂且未知运动状态的目标,且呈现出了优于文献报道方法的性能。     

基于背景杂波估计的飞机目标探测波段选择方法

针对空中目标的探测与隐身对抗问题,提出了一种新的基于背景杂波估计的目标探测波段选择方法,基于光线追迹的计算机图形渲染技术,建立地球表面背景-大气-飞机目标耦合辐射模型,采用POE杂波尺度,基于信杂比(SCR)模型确定探测波段的选择宽度。将所选择的探测波段应用于飞机顶视探测,仿真结果显示基于背景杂波估计的目标探测波段选择方法能有效增加探测波段宽度,从而提高探测性能。     

基于外辐射源直达波的对消及仿真研究

利用外辐射源（如调频广播、电视、GPS等的发射信号）的无源雷达探测技术一直是国内外研究的热点。在目标检测上,直达波信号的干扰不但对通道的动态范围提出了极高的要求,同时对微弱目标回波的检测构成了限制。文中利用二元阵的方法对直达波的干扰进行抑制,并对其对消性能进行了仿真分析和研究。     

影响激光光斑测量系统作用距离因素分析

针对CCD器件对1．06μm激光信号探测的难点,提出了利用红外变像管加CCD摄像机的二次光电成像方法。描述了激光光斑成像系统的测量原理,对影响测量系统作用距离的因素作了详细的分析,给出了二次光电成像系统优化设计参数及试验结果。