嵌入式波控技术在舰载火控雷达数据处理中的应用

舰载火控雷达是舰艇上用于跟踪目标,并为武器装备提供目标实时位置数据信息的装备。本文针对火控雷达数据获取和数据处理速度慢的问题,将波控技术应用到火控雷达系统中。本文在研究波控技术基本原理,分析火控雷达数据处理要求和流程的基础上,设计嵌入式波控系统,提高火控雷达数据处理能力和数据结果准确性。     

雷达信号处理问题的分析预测理论和应用(Ⅰ)——基本思路、数学模型、解的存在性

雷达信号处理问题的分析预测理论是一种通过分析数学推导出来的,解决运动目标航迹预测问题的理论。其基本思考方法的最大特点是 将雷达获取的观测位置的随机性变化为确定性(即将雷达获取的观测位置与目标在该时刻的真实位置之间的最大距离确定在二倍的雷达观测误差的范围之内),并以此作为约束条件,然后用距离目标真实位置最近的点作为预测位置。由于使用的方法不同,所以这种理论具备一些传统理论所不具有的性质,例如具有剔除观测异常点的能力;在小量数据的情况下,给出结论在理论上与观测位置的多少没有关系;能定量地表达预测精度和观测位置之间的关系,能提供预测位置和该时刻目标真实位置的最大距离,能识别目标真实运动方程的阶(如果运动方程是多项式)和给出与目标的最接近的多项式作为模拟方程(如果目标方程不是多项式);能够给出更精度的预测位置。由于以前这方面的工作都集中在实际应用,而对一般理论性问题(例如数学模型的解的存在性等)未作较深入的讨论,本文的目的除了进一步系统地介绍雷达信号处理问题的分析预测的基础理论外,还将证明最优预测位置的解的存在性定理。     

基于视频图像序列的船用雷达目标检测和目标特征参数提取

雷达系统在船舶导航、目标侦察、避碰等方面发挥着重要作用,目前已经成为必不可少的船舶功能设备,雷达视频信号中包含了回波信号的各种特征,通过分析雷达视频信号可以获取被测目标的距离、尺寸等参数。本文基于视频图像序列的船舶雷达系统目标检测和目标特征参数提取方法,重点介绍基于差分图像法的运动目标检测、雷达视频信号的噪声滤波、基于边缘算法的视频图像目标特征提取,最后结合软硬件环境,开发了针对船用雷达的视频图像目标检测系统。     

基频线谱提取技术在船舶水下目标识别系统的应用

基于目标物的辐射雷达回波信号是船舶水下识别系统的主流技术,水下噪声的混入会对识别产生干扰,时域分析很难区分噪声与目标信号特征。频域特性分布是区分雷达回波辐射噪声及干扰噪声的主要手段,通过对辐射信号及噪声的频谱提取,可以获取目标信号和干扰信号在基频频谱的特性,设计滤波器去除噪声。本文研究目标雷达回波信号及水下噪声信号的特性,在基础上提出基于基频线谱提取技术的噪声分离策略,最后对算法进行仿真。     

基于 Web语义的舰船雷达目标识别系统设计

针对舰船雷达信号目标的识别方式简单、识别度低的情况,文中提出基于 Web语义的舰船雷达回波自动识别系统。因为雷达信号目标特征信息点分散且繁杂,在语义 Web网下取得雷达信号目标图像的数据特征,运用改进 FastICA算法提取特征数据后,通过智能雷达回波视频图像识别系统,对舰船目标图像进行分析。实验证明,基于 Web语义的舰船雷达目标识别系统,能使大量信息被系统充分利用,达到精确识别舰船雷达图像目标的目的。     

基于Web语义的舰船雷达目标识别系统设计

针对舰船雷达信号目标的识别方式简单、识别度低的情况,文中提出基于Web语义的舰船雷达回波自动识别系统。因为雷达信号目标特征信息点分散且繁杂,在语义Web网下取得雷达信号目标图像的数据特征,运用改进FastICA算法提取特征数据后,通过智能雷达回波视频图像识别系统,对舰船目标图像进行分析。实验证明,基于Web语义的舰船雷达目标识别系统,能使大量信息被系统充分利用,达到精确识别舰船雷达图像目标的目的。     

基于位置信息的宽带雷达目标距离段联合检测算法

宽带雷达目标回波表现为距离扩展目标的形式,距离扩展目标检测技术是目前雷达信号处理领域的一个热门和难点问题。文章通过对宽带雷达目标回波的分析,总结了回波的主要特性,详细介绍了采用基于距离窗信息的双门限检测器对宽带雷达信号进行检测的方法,提出了基于高分辨雷达目标一维距离像位置一径向距离相关信息的非参数检测方法。仿真结果表明,该方法不但计算复杂度低,而且还具有检测沿径向距离“走廊”上多个扩展目标的能力。     

基于盲源分离的一维距离像特征提取算法磁

在日趋复杂的电磁环境下,雷达回波中存在着大量的噪声和干扰,一维高分辨距离像目标识别过程中,采用一般的特征提取算法不能提取有效的目标特征,影响着目标识别的效果。论文采用盲源分离的方法对复杂电磁环境下的雷达回波进行处理,提取目标回波,将强散射点回波信号视为不同的信号源进行盲源分离,实现了一维距离像上散射点位置特征的提取,并通过计算机仿真验证了该方法的有效性。     

雷达与AIS目标位置信息融合方法的研究

研究了利用AIS播发的目标位置等信息 ,在雷达上进行目标点迹 (位置 )关联与合并的融合方法。建立其数学模型 ,并进行计算机仿真验证 ,其结果显示出该方法可以有效地提高目标的位置精度与可靠性。     

卷积神经网络船舶遥感图像目标检测

本文提出卷积神经网络的船舶遥感图像目标检测方法。采用拉普拉斯算子增强处理船舶遥感图像,使得船舶目标特征信息更加清晰;基于Snake模型分割出遥感图像中的船舶目标,通过Gabor滤波器提取船舶遥感图像目标特征向量;基于卷积神经网络搭建船舶遥感图像目标检测架构,统一化处理分支网络置信度,对卷积神经网络进行训练,获取最优权重系数;将遥感图像输入至训练好的卷积神经网络中,即可实现船舶目标的检测。实验数据显示：应用本文方法获得的F1 Score参量与IoU参量数值全部大于给定标准数值,充分证实本文方法具有较好的船舶遥感图像目标检测效果。     

船舶导航系统中雷达与AIS信息融合系统分析

船舶自动识别系统(AIS)是集船舶导航、避碰、海事监管于一体的无线电系统,在水上交通运输领域里发挥着重要作用。而雷达同样是海上交通获取船舶目标信息的重要设备。二者目标信息在内容信息和数据精度上存在差异性,且具有互补性。为了获得船舶目标更精确和更可靠的信息,将其目标信息进行融合。文章提出了一种雷达与AIS信息融合的实现方法,并描述了将其实现的具体过程。     

高转速导航雷达远程终端系统设计

船载高转速导航雷达的性能良好,可以在短时间内对舰船周围的目标进行探测,并获取高精度的目标数据,同时可能获取来自导航卫星的数据信息,辅助舰船制定合理的航行路径。本文的主要工作是设计一种高转速导航雷达的船载远程终端系统,主要包括高转速导航雷达的硬件系统和软件系统两部分,其中,软件系统又介绍了基于OpenGL图像处理技术的程序设计,具有重要的实际应用意义。     

基于AIS的商船雷达性能分析方法

利用模糊综合评价将雷达数据和AIS数据进行融合形成两者的共同航迹,实现信息互补和位置的精确定位。首先将雷达和AIS测得不同坐标系下的位置信息变换到同一个平面坐标系中;其次统一传感器的信息,由于二者对同一目标所采集到的时间不同;然后综合考虑航行速度、航行角度和航行距离来确定航迹;最后实现信息融合,通过实验验证基于AIS的商船雷达性能分析是可行的。     

雷达避碰时船舶安全航向和航速的确定

作为避碰雷达,必须通过来船目标的位置信息的处理,向驾驶员提供危险目标的信息及避让危险目标的措施。但是,目前的避碰雷达一般由驾驶员通过所谓“试操纵”的程序,确定本船将要采取的避让措施是否安全可行。本文根据分析来船的雷达位置信息的变化,提出来船是否存在碰撞危险的数学判别式,本船的危险航向区域及危险变速区域的确定。同时拓广到存在N只来船的场合,给出本船的安全航向区域和变速区域,以便让驾驶员采取相应的避让措施,为研制避碰雷达提供一种数学模型。文中还提供了算例。     

反导作战中雷达和ESM辅助关联的仿真研究

水面舰艇反导作战中对来袭导弹进行目标指示,首先要进行航迹关联,可以利用ESM和雷达的方位信息进行关联。但仅仅利用方位这个单一信息进行关联,依据的信息有限,关联概率不够精确。通过ESM获取的导弹目标末制导雷达信号幅度数据与导弹目标距离的比例函数关系,在方位关联的基础上,利用导弹末制导雷达信号幅度大小与导弹目标距离大小进行辅助关联。仿真结果表明,关联概率显著提高,证明了辅助关联的有效性与实用性,对水面舰艇在反导作战中进行目标跟踪和识别具有重要作用。     

AIS进展中的问题

最简单的自动识别系统(AIS)模式由发送船名、位置、航向、航速以及其他数据的VHF无线电接收机组成。这些船舶信息可作为矢量(目标)标绘在电子海图上。象雷达一样，位置信息经常被校正，但不象雷达，AIS能“看见”山丘，消除沿海地形引起的盲点。     

三维视景库在航海雷达模拟器中的应用

目前的航海雷达模拟器中的回波模拟大多是基于二维海图,这种方法比较简单,生成的回波与真实雷达回波还有较大差距。文中根据雷达所在位置,基于三维视景库模拟雷达回波图像。采用圆周扫描方式,实时访问视景库获取相关数据信息,用射线与三角形求交计算物表回波位置,利用漫反射光照模型计算物标的回波强度。经模拟得到了较好的回波图像、     

关于一种通过高精度雷达等设备遥测航标位置的方法

本论文探讨一种遥测航标位置的方法:对于航标巡检作业,航标作业人员通过在船上安装的高精度GPS、电罗经、雷达,获取船舶的位置、船首向、航标相对船首向的方位、距离等数据,计算得出目标航标的位置,并探讨该方法的可行性。     

船舶操纵模拟器中三维场景库的雷达图像模拟

现有船舶操纵模拟器中雷达图像的模拟多是基于二维海图,生成的图像和真雷达图像之间有一定的差距。根据雷达所在位置及扫描范围,基于三维场景库模拟雷达图像,实时访问场景库获取模型的相关信息。采用圆周扫描方式,以射线组模拟雷达电磁波的波束,并利用射线与三角形求交计算物标的回波位置,在计算回波强度时考虑了物标反射面自身因素的影响。经模拟得出了较好的雷达图像。     

引入导航信息与雷达互测机制的目标指令误差估计方法

中段接力制导作战是协同作战的一种具体协同模式。提出基于平台间雷达互测机制与导航信息的目标指令参数误差估计模型。根据平台间的雷达互测机制得到的平台量测和两平台惯导设备输出的自身定位信息,在发射平台的传感器局部坐标系中表示出目标和平台的位置坐标,实现多传感器数据位置对准,并对各平台的设备偏差进行估计和补偿,消除系统误差的影响,提高了各平台的传感器测量数据精度。