空间非合作目标在轨光学捕获方法研究

针对空间非合作目标尺寸和运动特性差异大、现有基于单一特性的捕获方法适应性差的问题,设计了星图信息和运动特性相结合的非合作目标光学捕获方法。并结合硬件电路特性,提出了一种基于DSP+FPGA异构双核目标捕获嵌入式平台架构,解决了在轨应用难题。通过全物理仿真试验对实现的非合作目标嵌入式捕获系统的功能和性能进行了全面测试。结果表明,系统具备1024×1024@20p格式视频的实时处理能力。且对于不同运动速度、不同尺寸的非合作目标均能够准确捕获。采用蒙特卡罗方法随机生成了1000个初始视轴指向进行测试,基于电子星图模拟器和光学星图模拟器的目标捕获正确率均达到99.8%。综合而言,该解决方案的计算精度高,鲁棒性好,适应性强,能够有效应用于执行高精度非合作目标在轨监测和清理等任务。     

基于动态规划的空间小目标检测算法

以往对动态规划法检测小目标算法的研究存在对中途入场和出场目标检测能力弱的问题 ,而且多数停留在对仿真图像的实验上,与实际应用还有一定差距。将动态规划算法应 用于空间小目标检测,并从三方面对其进行改进：第一,针对工程应用中人为增加光学散焦 导致目标信息丢失的问题,对递归方程进行修改,提高目标能量累积效率;第二,将各个速 度平面分别计算修改为速度更新,减少计算量;第三,增加对入场和出场目标的处理,克服 不能有效检测中途入场和出场目标的问题。实摄序列图像对比实验显示,该方法能够提高动 态规划算法的检测效率,有效检测入场小目标。
     

非金属翼面结构后向RCS估算方法的探讨

 本文对一种估算非金属翼面结构RCS值的工程算法进行了探讨。将非金属翼面结构的后向RCS看成是由若干个独立的散射源所组成的,用随机相位法对一种玻璃钢复材结构的翼面结构模型的RCS值进行了计算。     

基于目标分配的无人机航路规划

在航路规划中．如果存在多个目标点，优化问题就会变得复杂化。因此，在多目标点存在的情况下，航路优化问题应充分考虑目标的有关因素及空域状况，对目标和航路进行优化选择以取得某种效益。针对这一问题，提出了目标选择及航路规化的优化模型．并提出了一种改进的A*算法——大规模平行扩展A*算法对这一问题进行求解。在此基础上，针对无人机的水平飞行航路进行了规化。结果表明，通过该方法可以有效地解决多目标点存在时的航路规划问题。     

波音727飞机的ISAR成像处理结果

逆合成孔径雷达(ISAR)能够对运动目标进行高分辨率雷达成像。本文利用波音727飞机的外场真实数据研究了ISAR的信息处理,它包括运动补偿和成像。文中给出并比较了实现IS—AR运动补偿的几种方案,它们是距离对准的空域法和频域法,相位补偿的散射点基准法和多普勒中心跟踪法。我们对完成了运动补偿的等效转台数据进行了FFT—距离多普勒成像和超分辨成像。波音727飞机的外场数据处理结果证明了文中所述的ISAR运动补偿和成像方法是正确和有效的,同时也说明了超分辨成像的优越性。它不仅有利于雷达目标的识别和分类,而且能够降低ISAR的大带宽要求和克服大转角ISAR运动补偿的困难。     

WVD用于SAR运动目标检测和成象的参数估计法

基于联合时间频率两维分布的研究方法，探讨了ＷＶＤ变换用于合成孔径雷达运动目标检测和成象的可行性，给出了能得到运动目标精细成象的参数估计方法，对多点目标和面目标情况下ＷＶＤ存在的问题进行了研究，计算机模拟验证了算法的有效性。     

Expectations for Crater Size and Photometric Evolution from the Deep Impact Collision

The NASA Discovery Deep Impact mission involves a unique experiment designed to excavate pristine materials from below the surface of comet. In July 2005, the Deep Impact (DI) spacecraft, will release a 360 kg probe that will collide with comet 9P/Tempel 1. This collision will excavate pristine materials from depth and produce a crater whose size and appearance will provide fundamental insights into the nature and physical properties of the upper 20 to 40 m. Laboratory impact experiments performed at the NASA Ames Vertical Gun Range at NASA Ames Research Center were designed to assess the range of possible outcomes for a wide range of target types and impact angles. Although all experiments were performed under terrestrial gravity, key scaling relations and processes allow first-order extrapolations to Tempel 1. If gravity-scaling relations apply (weakly bonded particulate near-surface), the DI impact could create a crater 70 m to 140 m in diameter, depending on the scaling relation applied. Smaller than expected craters can be attributed either to the effect of strength limiting crater growth or to collapse of an unstable (deep) transient crater as a result of very high porosity and compressibility. Larger then expected craters could indicate unusually low density (< 0.3 g cm⁻³) or backpressures from expanding vapor. Consequently, final crater size or depth may not uniquely establish the physical nature of the upper 20 m of the comet. But the observed ejecta curtain angles and crater morphology will help resolve this ambiguity. Moreover, the intensity and decay of the impact “flash” as observed from Earth, space probes, or the accompanying DI flyby instruments should provide critical data that will further resolve ambiguities.     

一种基于三维到达角的无偏伪线性卡尔曼滤波

为了解决大场景下基于三维到达角的目标跟踪问题，提出了一种具有无偏性的伪线性卡尔曼滤波。首先，基于三维到达角信息对目标运动模型与量测模型进行建模；之后，对量测模型进行了伪线性化处理，得到了线性形式的目标量测模型。为了解决伪线性卡尔曼滤波存在的有偏性问题，提出了一种结合EKF（extend Kalman filter）的三维伪线性无偏卡尔曼滤波。仿真实验表明，该模型能够对非机动目标与机动目标有效跟踪，对于百公里级别的目标，当角测量误差从0.1°变化到0.5°，算法在仿真时间结束时均能将绝对位置误差降低至10 km以内，且算法的运行速度与EKF为同一个量级，同时兼顾了抗干扰能力、定位跟踪精度、运行效率的要求，能够为大场景下的目标跟踪提供有效方法。     

具有自动回溯的机动目标航迹精细化分段识别

机动目标航迹分段识别是判断目标行为意图的基础,然而现有航迹分段算法对模式变化检测能力弱,难以满足机动目标航迹快速精细化分段的需求。提出双层精细化航迹分段框架,预分段层检测目标运动过程中的模式切换,确定模式变化明显的预分段区,得到目标模式变化明显区域的预分段点;再分段层对模型差异小的非预分段区航迹进行回溯迭代优化再分段,得到更为精细的分段点。该框架具有从粗到精的航迹分段处理能力,实现了对于机动目标航迹的精细化分段识别。选取两个典型的目标机动仿真场景验证了所提算法的有效性,不仅减少了迭代优化时间,而且提高了分段识别精度。     

SMSP 干扰样式改进及效果分析

SM SP是一种针对线性调频信号的新的干扰样式。首先回顾SM SP的原理,然后提出改进的方法及相应的数学模型。改进后的样式可以获得雷达处理增益,对脉间跳频信号的干扰有很好的效果。最后给出了仿真结果。