基于低秩与稀疏分解的VideoSAR散射关键帧提取

视频合成孔径雷达(video synthetic aperture radar, VideoSAR)的超长相干孔径观测使得区域动态信息的快速浏览极其困难。为以机器视觉方式自动捕捉地物散射消失-瞬态持续-消失-瞬态持续-消失的关键帧变化全过程,提出了一种子孔径能量梯度(subaperture energy gradient, SEG)和低秩与稀疏分解(low-rank plus sparse decomposition, LRSD)相结合的VideoSAR关键帧提取器。提取器为系列性通用架构,适用于任何SEG和LRSD系列方法相结合的形式。所提技术首要针对同时单通道、单波段、单航迹等有限信息条件的解决途径,有助于打破应急响应场景中难以采集多通道、多波段、多航迹或多传感器数据的应用局限性。基于实测数据处理和多种先进LRSD算法进行了对比验证,其代表性散射信息的充分提取可促进未来快速地理解并浓缩区域动态。     

Lunar ground penetrating radar: Minimizing potential data artifacts caused by signal interaction with a rover body

Ground-penetrating radar (GPR) is the leading geophysical candidate technology for future lunar missions aimed at mapping shallow stratigraphy (<5 m). The instrument’s exploration depth and resolution capabilities in lunar materials, as well as its small size and lightweight components, make it a very attractive option from both a scientific and engineering perspective. However, the interaction between a GPR signal and the rover body is poorly understood and must be investigated prior to a space mission. In doing so, engineering and survey design strategies should be developed to enhance GPR performance in the context of the scientific question being asked. This paper explores the effects of a rover (simulated with a vertical metal plate) on GPR results for a range of heights above the surface and antenna configurations at two sites: (i) a standard GPR testing site with targets of known position, size, and material properties, and; (ii) a frozen lake for surface reflectivity experiments. Our results demonstrate that the GPR antenna configuration is a key variable dictating instrument design, with the XX polarization considered optimal for minimizing data artifact generation. These findings could thus be used to help guide design requirements for an eventual flight instrument.     

目标指示精度对跟踪雷达截获概率的影响

在分析压制干扰对目标指示精度影响的基础上,研究了目标指示精度对跟踪雷达截获目标概率的影响,将跟踪雷达截获目标的过程分为落入目标探测区域及发现目标两个过程,建立了相应的评价指标与模型,对模型进行了在不同的干扰及抗干扰条件下进行了仿真验证。     

基于压缩感知的嵌套FDA 雷达距离- 角度联合估计

针对频率分集技术,与非均匀阵列、压缩感知理论相结合,实现目标距离- 角度的联合估计。通过频率分集技术提高信号空间自由度,将距离参数引入导向矢量矩阵,实现距离- 角度参数的联合。并结合嵌套阵列,显著提高雷达阵列孔径。该方法针对嵌套阵虚拟阵列流型矩阵的优化过程导致的秩亏缺问题,传统的空间平滑算法会以牺牲部分阵列孔径为代价将单快拍问题转化为多快拍问题,采用正交匹配追踪算法可以实现单快拍下的高精度参数估计,避免了空间平滑技术对阵列孔径的影响。并通过压缩感知理论的应用降低信号维度,减小了计算复杂度。     

一种导航精度的综合评估表示方法

为了评估表示导航系统精度, 提出一种基于雷达图的综合评估表示方法,包括速度、位置、姿态精度的评估表示。雷达图具有可视化的优点, 便于进行优劣分析、综合评价,因此可以直观地将导航系统的精度表达出来。以捷联惯导系统和全球卫星定位系统的组合导航系统精度对比分析为例进行研究,采用雷达图的方式取得了较好的对比分析效果。将雷达图应用在组合导航系统的精度评估中,可简明直观地考核其精度和性能,这为导航系统精度评估表示提供了一种有效的手段。     

基于JPL星历的月基SAR多普勒参数估算方法

月基合成孔径雷达(SAR)与传统低轨SAR相比,成像几何上存在成像距离长的特点,其多普勒参数估计方法也不同于常规的机载和星载SAR.基于喷气推进实验室(JPL)高精度星历,可以通过插值获取月心在地心惯性坐标系下的位置、速度和加速度以及月球天平动,然后经由坐标转换得到月面任意位置在地心惯性坐标系下的位置、速度和加速度.在此基础上,建立了两个二次方程组,第1个方程组的解表示任意星下点离线角和斜视角情况下的波束矢量,第2个方程组求得波束矢量的模值,以此解算地面波束中心的坐标.结果表明,月基SAR的波束角需沿轨不断调整,而且天线放置的位置也会对多普勒参数产生明显影响.     

全闭环条件下机载主被动雷达数字化仿真技术研究

随着计算机仿真技术的发展,可以结合实际雷达工作流程和处理算法来实现装备的数字孪生,从而脱离传统射频设备或半实物硬件平台。本文介绍了主动雷达搜索、跟踪及SAR成像的信号级仿真,被动雷达搜索、跟踪的功能级仿真流程和相关实现算法,并通过主被动雷达仿真基础运行软件进行算法集成,在闭环仿真验证平台下与控制、散射源和辐射源分系统进行交互,根据其输入的控制指令与回波数据实现各模式下的雷达处理,最后反馈给控制分系统,实现了闭环工作模拟。试验结果验证了该仿真技术的工作流程与信号处理算法的正确性,所给出的部分干扰过程分析进一步说明该技术在机载主被动雷达设备的预研和复盘中具有广泛的应用前景。     

武装直升机雷达散射截面计算及雷达吸波材料影响分析

为提高直升机雷达散射特性预估的准确性,建立了目标雷达散射特性分析的计算电磁学（Computational electromagnetics method,CEM）方法,并开展了吸波涂层对直升机雷达散射截面（Radar cross section,RCS）特性影响的研究。首先,对复杂目标（例如直升机）进行几何建模和网格划分,获得空间网格单元上的电磁场信息,作为整个电磁场仿真分析的计算基础。然后,通过介质球和涂覆电磁介质导体球的算例对比,分析结合共形技术的时域有限差分法（Finite difference time domain,FDTD）在处理介质物体及涂覆涂层介质物体的有效性,结果表明FDTD方法计算结果与级数解吻合。在此基础上,计算和对比了金属旋翼以及涂覆吸波涂层旋翼的RCS特性,分析了典型方位角入射下全机涂覆前后对RCS特性的影响。研究表明：旋翼表面全涂覆雷达吸波材料（Radar absorbing material,RAM）后对直升机旋翼的RCS抑制效果明显,在全机强散射部位涂覆RAM可以显著地降低RCS特性,涂层的使用在直升机的隐身设计中起到关键的作用。     

多目标跟踪中自适应时间资源调度

为了提高雷达的工作效率,在改进交瓦多模型-概率数据关联(IMMPDA)跟踪算法的基础上,提出了基于灰色关联度和粒子群优化理论的自适应多目标跟踪的时间资源凋度(ATRS)算法.首先对每个跟踪目标设置不同的期望跟踪精度;然后以灰色关联度作为资源管理模型中的度冒函数和粒子群算法中的适应度甬数,来衡量各种情况下预测跟踪精度与期...