基于分布式IMU的相控阵雷达运动补偿研究
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基于chirp信号的宽频带相控阵雷达数字补偿技术
刘海波;牛阳;任晓远;王珣
【期刊名称】《北京理工大学学报》
【年(卷),期】2016(36)9
【摘要】针对宽频带大口径相控阵雷达孔径渡越时间问题,提出了一种直接宽带数字中频的宽频带相控阵雷达实现框架,并基于chirp信号提出了使用数字去斜技术补偿孔径渡越时间,使用数字本振相位调整补偿射频通道一致性的信号处理方法.结合实际硬件系统验证了方法的有效性和工程可实现性,结果表明本文方法可有效补偿孔径渡越时间和射频通道的不一致性.
【总页数】5页(P966-970)
【关键词】宽频带相控阵雷达;孔径渡越时间;射频通道不一致性;数字补偿
【作者】刘海波;牛阳;任晓远;王珣
【作者单位】北京理工大学信息与电子学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN957.5
【相关文献】
1.宽带相控阵雷达Stretch处理孔径渡越时间数字补偿技术 [J], 文树梁;袁起;毛二可;何佩琨
2.雷达发射信号不稳定数字补偿技术的计算机模拟 [J], 谢耘;茅于海
3.一种基于DDS的相控阵雷达数字T/R组件数字信号产生设计 [J], 杨柳;陈婷;智
东杰
4.基于信号聚集度的相控阵雷达识别技术 [J], 张玉虎;周正
5.宽频带相控阵雷达子阵数字调制新技术 [J], 龙腾;毛二可;张洪纲;曾涛;刘海波;刘泉华
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微小型机载SAR系统运动补偿技术研究的开题报告一、研究背景和意义合成孔径雷达(SAR)技术是一种在空中或太空中对地面进行高分辨率成像的远程感应技术,具有对夜间、雾天、云天等多种逆境适应的能力,广泛应用于军事、航空、海洋和地质勘探等领域,也是遥感数据获取和地球物理探测的重要手段。
但是,由于SAR系统和飞机本身的运动会带来相对于地面的运动偏移,对图像的分辨率和准确性产生很大的影响。
因此,运动补偿技术是SAR系统所必须解决的技术之一。
当前,国内外研究人员已经对SAR运动补偿技术进行了一定的研究,如基于惯性导航单元(IMU)的运动补偿技术、基于GPS的运动补偿技术等。
但是,这些方法都存在精度不高,适应性差,抗干扰性差等问题,且大多数适用于中小型SAR系统,对于微小型机载SAR系统,研究和发展依然十分有限。
因此,本研究旨在研发一种针对微小型机载SAR系统的高精度、适应性强、抗干扰性能好的运动补偿技术,提高SAR图像质量和准确性,促进微小型机载SAR的应用。
二、研究内容和技术路线1. 研究微小型机载SAR系统的特点和运行方式,分析运动偏移对SAR图像的影响。
2. 综合分析当前的SAR运动补偿技术,列出其优缺点,为后续研究提供依据。
3. 提出一种基于多传感器融合的微小型机载SAR系统运动补偿技术。
该技术将IMU、GPS和图像匹配技术相结合,实现运动补偿的高精度和适应性。
4. 基于多传感器融合的运动补偿技术,研究微小型机载SAR系统的运动模型和对应的运动补偿算法。
5. 设计和实现运动补偿算法,测试验证算法的准确性和可行性。
三、预期成果本研究的预期成果包括:1. 针对微小型机载SAR系统的特点,提出一种高精度、适应性强、抗干扰性好的SAR运动补偿技术。
2. 建立微小型机载SAR系统的运动模型和对应的运动补偿算法。
3. 设计实现针对该技术的原型系统,验证其准确性和可行性。
4. 发表相关论文和申请相关专利。
四、研究难点和解决方案1. 难点:微小型机载SAR系统的重量和空间限制很大,对技术的精度和适应性提出了更高的要求。
动平台分布式相参雷达系统分析卢佳欣;刘飞峰;缪颖杰;刘泉华;龙腾【摘要】分布式相参雷达通过相参处理,可提升N3倍回波信噪比,从而可大幅度提高目标探测性能,因此分布式相参雷达具有重要的价值.对于地基分布式相参雷达,目前已经进行了大量的研究.本论文将分布式相参雷达系统扩展到运动平台,分析了运动平台下分布式相参雷达所面临的非均匀杂波背景下目标检测以及时/空/频(相)同步等挑战,并对相关问题进行了建模分析,最后对动平台分布式相参雷达系统进行了硬件搭建并对动平台雷达系统性能进行了初步的实验测试.【期刊名称】《信号处理》【年(卷),期】2019(035)005【总页数】6页(P825-830)【关键词】分布式相参雷达;运动平台;接收相参【作者】卢佳欣;刘飞峰;缪颖杰;刘泉华;龙腾【作者单位】北京理工大学信息与电子学院雷达技术研究所,北京100081;北京理工大学信息与电子学院雷达技术研究所,北京100081;北京理工大学信息与电子学院雷达技术研究所,北京100081;北京理工大学信息与电子学院雷达技术研究所,北京100081;北京理工大学信息与电子学院雷达技术研究所,北京100081【正文语种】中文【中图分类】TN958.921 引言分布式相参雷达最早由林肯实验室提出[1],即由若干机动式单元雷达和一个中心控制系统组成,这些单元雷达按照一定方式进行阵列布局,波束指向相同区域,并通过中心控制系统进行联合相参工作,等效形成一个大威力探测雷达[2]。
基于地基分布式雷达,已有学者从多平台同步[3];正交波形设计[4];误差参数跟踪估计[5-6];多节点联合目标参数估计[7];性能分析[8-10];雷达节点布局[11]以及分布式雷达抗干扰[12-13]等问题进行了分析。
若分布式雷达节点位于运动平台,则可大幅度增加分布式雷达的机动性及生存能力;并且可将分布式相参雷达算法应用于高空中多部同时飞行的平台上。
然而由于运动平台物理条件的限制,无法采用同一个时钟发生器线馈的方式进行时间同步,其时间相位频率误差会更为剧烈,平台定位误差也将引入至模型中;并且平台自身运动带来的非均匀杂波[14]及正交波形多普勒敏感性也会对动平台分布式相参雷达的算法造成影响。
雷达点云去畸变 imu插值1. 任务背景在雷达感知中,雷达点云是一种常用的数据表示方式。
然而,由于硬件设备本身的限制以及环境因素等原因,采集到的雷达数据往往存在畸变现象。
为了提高数据的准确性和可靠性,需要对雷达点云进行去畸变处理。
同时,在某些应用场景中,还需要将雷达点云与惯性测量单元(Inertial Measurement Unit, IMU)的数据进行融合,以获取更加精准的感知结果。
因此,本文将介绍如何进行雷达点云去畸变和IMU插值处理,并提供相应的算法和实现细节。
2. 雷达点云去畸变2.1 畸变原因雷达点云存在畸变主要有以下几个原因:•雷达硬件本身误差:由于制造工艺、材料等方面的限制,雷达传感器在生产过程中可能存在一定误差。
•安装误差:雷达传感器安装位置和角度不精确或者不稳定会导致采集到的数据存在偏移或者扭曲。
•环境干扰:如温度、湿度等环境因素的变化可能会导致雷达传感器的性能发生变化。
2.2 去畸变方法针对雷达点云的畸变问题,常用的去畸变方法包括以下几种:•几何校正法:通过对雷达传感器和环境进行建模,计算出畸变参数,并在数据处理过程中进行补偿。
这种方法需要事先获得较为准确的传感器和环境参数,并且对于不同的设备和环境需要进行针对性的校正。
•特征点匹配法:通过提取点云中的特征点,将其与预先建立好的特征库进行匹配,从而得到畸变参数。
这种方法相比几何校正法更加灵活,但需要建立较大规模的特征库,并且匹配算法需要具备一定的鲁棒性。
•运动补偿法:通过分析雷达传感器在运动过程中产生的畸变规律,推导出相应的运动补偿模型,并在数据处理过程中应用该模型进行补偿。
这种方法相对简单有效,但对于复杂运动或者非刚体运动场景可能存在一定局限性。
具体选择哪种去畸变方法需要根据具体的应用场景和需求来进行判断和权衡。
2.3 算法实现下面简要介绍一种基于几何校正法的雷达点云去畸变算法实现步骤:1.收集雷达传感器和环境参数:包括雷达传感器的安装位置、角度,环境温度、湿度等。
基于图优化的移动机器人SLAM建图算法研究一、本文概述随着移动机器人技术的快速发展,同时定位与地图构建(Simultaneous Localization and Mapping,简称SLAM)已成为该领域研究的热点。
SLAM技术通过机器人自身的传感器,如激光雷达、深度相机等,实现在未知环境中的自主导航和地图构建。
基于图优化的SLAM建图算法因其高精度和鲁棒性受到了广泛关注。
本文旨在深入研究基于图优化的移动机器人SLAM建图算法,分析其原理、特点及应用现状,并在此基础上提出改进策略,为提升移动机器人SLAM 建图的准确性和效率提供理论支持和实践指导。
本文首先对SLAM技术的发展历程进行简要回顾,然后重点介绍基于图优化的SLAM建图算法的基本原理和关键技术。
接着,通过对比分析不同算法的优势与不足,探讨影响算法性能的关键因素。
在此基础上,本文提出一种改进的图优化SLAM建图算法,通过优化图模型的构建和求解过程,提高算法的收敛速度和精度。
通过实验验证所提算法的有效性,并讨论其在复杂环境下的应用前景。
本文的研究内容不仅对移动机器人SLAM技术的发展具有重要意义,也为相关领域如无人驾驶、增强现实等提供了有益的参考和借鉴。
二、移动机器人建图算法基础在移动机器人技术中,同时定位与地图构建(SLAM,Simultaneous Localization and Mapping)是一个关键的问题,它涉及到机器人在未知环境中如何同时估计自身的位置和构建环境的地图。
基于图优化的SLAM建图算法,则是解决这一问题的有效手段之一。
SLAM问题的本质是一个估计问题,即在给定的传感器数据下,如何最优地估计机器人的轨迹和环境的几何结构。
这个问题通常被建模为一个概率推断问题,即求解一个后验概率分布。
由于后验概率分布的复杂性,实际应用中往往采用近似方法进行求解。
基于图优化的SLAM方法是一种将SLAM问题转化为图优化问题的方法。
在这个框架下,机器人轨迹和环境几何结构被表示为图中的节点,而节点之间的相对约束关系则被表示为图中的边。
MEMS-IMU误差分析补偿与实验研究共3篇MEMS-IMU误差分析补偿与实验研究1MEMS-IMU误差分析补偿与实验研究MEMS-IMU是现代导航技术中不可或缺的部分。
在导航、飞行控制、车载导航、医疗设备等领域中,MEMS-IMU已经被广泛应用。
MEMS-IMU的核心是由加速度计和陀螺仪构成的惯性测量单元,可以测量物体在三个方向的加速度和角速度。
但是由于受到多种因素影响,如环境温度、加速度计和陀螺仪的制造工艺和精度等等,MEMS-IMU的测量结果中存在着各种误差,因此在实际应用中需要进行误差分析和补偿。
MEMS-IMU误差来源主要有几部分:零偏误差、尺度因数误差、非正交误差、温度漂移误差以及振动干扰误差。
其中,零偏误差是指在静止时,MEMS-IMU的输出不为零值,可能是由于制造工艺等原因导致的。
尺度因数误差是指MEMS-IMU的输出信号与实际物理量之间的比例误差。
非正交误差是指MEMS-IMU的三个方向之间存在一定的耦合,导致误差的传输,造成角速度或加速度量纲的不一致。
温度漂移误差是指在不同温度环境下,MEMS-IMU的输出信号会发生变化。
振动干扰误差是指由于外部环境的振动、冲击等干扰,导致MEMS-IMU的输出出现异常。
为了准确测量物体在三个方向的加速度和角速度,需要对MEMS-IMU的误差进行分析和补偿。
误差分析的目的是找出每种误差源并对其进行定量分析。
误差补偿的目的是根据误差分析结果对MEMS-IMU的测量结果进行修正,提高其测量精度。
误差补偿方法主要有两种:基于标定的补偿方法和基于模型的补偿方法。
前者通过根据实验数据拟合出误差模型参数,再降低误差的影响。
后者通过模型分析和仿真,推导出误差模型,然后根据模型进行误差补偿。
为了验证误差分析和补偿方法的效果,我们在实验室中进行了多组实验。
首先,我们对MEMS-IMU进行了标定,得到了相应的误差模型。
然后,通过基于标定的补偿方法和基于模型的补偿方法对误差进行了补偿。
基于稀疏孔径ISAR成像的雷达资源自适应调度算法
陈怡君;张群;罗迎;孙丽英;马闯
【期刊名称】《弹箭与制导学报》
【年(卷),期】2013(033)004
【摘要】多功能相控阵雷达可以灵活地对不同目标进行交替观测,而雷达资源的合理分配是优化雷达整体性能的基础.文中提出了一种基于稀疏孔径ISAR成像的雷达资源自适应调度算法.多目标成像时,在对目标特征进行认知的基础上,根据反馈信息合理分配雷达时间资源对目标交替观测,再采用基于压缩感知的稀疏孔径成像方法对不同目标进行成像,从而在保证达到期望成像质量的基础上,显著提高雷达时间资源的利用率.仿真实验验证了该算法的可行性.
【总页数】6页(P171-176)
【作者】陈怡君;张群;罗迎;孙丽英;马闯
【作者单位】空军工程大学信息与导航学院,西安710077;空军工程大学信息与导航学院,西安710077;空军工程大学信息与导航学院,西安710077;93582部队,山西朔州038300;空军工程大学信息与导航学院,西安710077
【正文语种】中文
【中图分类】TN957.52
【相关文献】
1.基于脉冲交错的ISAR成像雷达资源自适应调度算法 [J], 孟迪;张群;罗迎;陈怡君;倪嘉成
2.基于认知ISAR成像的相控阵雷达资源自适应调度算法 [J], 陈怡君;罗迎;张群;李开明;孙凤莲
3.基于变换域稀疏压缩感知的艇载稀疏阵列天线雷达实孔径成像 [J], 李烈辰;李道京;黄平平
4.ISAR成像系统的二维资源自适应调度算法 [J], 杜毅; 廖可非; 欧阳缮; 陈怡君
5.基于ISAR成像的组网雷达带宽自适应调度算法 [J], 牛耀;欧阳缮;廖可非
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2024年无线电工程第54卷第1期183 doi:10.3969/j.issn.1003-3106.2024.01.024引用格式:吴明强,谢航.光电稳定平台瞄准线漂移前馈补偿算法[J].无线电工程,2024,54(1):183-189.[WUMingqiang,XIEHang.Feed forwardCompensationAlgorithmforLineofSightDriftofPhotoelectricStabilizedPlatform[J].RadioEngineering,2024,54(1):183-189.]光电稳定平台瞄准线漂移前馈补偿算法吴明强1,谢 航2(1.中国人民解放军96901部队,北京100094;2.华中光电技术研究所武汉光电国家研究中心,湖北武汉430223)摘 要:针对地球自转角速度在光电吊舱俯仰轴上的分量影响稳像模式下激光雷达成像质量问题,提出了一种基于机载惯导系统的前馈补偿算法,根据飞机姿态信息、纬度信息以及设备轴角信息,通过旋转矩阵解算出补偿量并前馈到速度环中,实现对光电稳定平台的瞄准线漂移的补偿。
对所提出算法进行了仿真与实验验证,实验结果显示,当俯仰轴朝向南北时,引入该补偿算法后半小时内俯仰角度漂移量为0.231°,小于不加该补偿方法时的6.005°;当俯仰轴朝向北南时,引入该补偿算法后半小时内俯仰漂移量为-0.385°,小于不加该补偿方法时的-5.372°,证明该算法可有效补偿稳像模式下俯仰位置漂移。
关键词:机载光电吊舱;瞄准线漂移;旋转矩阵;前馈补偿中图分类号:TP29文献标志码:A开放科学(资源服务)标识码(OSID):文章编号:1003-3106(2024)01-0183-07Feed forwardCompensationAlgorithmforLineofSightDriftofPhotoelectricStabilizedPlatformWUMingqiang1,XIEHang2(1.Unit96901,PLA,Beijing100094,China;2.WuhanNationalLaboratoryforOptoelectronics,HuazhongInstituteofElectro Optics,Wuhan430223,China)Abstract:Tosolvetheproblemthatthecomponentoftheearth srotationalangularvelocityonthepitchaxisofthephotoelectricpodaffectstheimagingqualityoflidarintheimagestabilizationmode,afeed forwardcompensationalgorithmbasedontheairborneinertialguidancesystemisproposed,whichcalculatesthecompensationamountthroughtherotationmatrixaccordingtotheattitudeinformation,latitudeinformationandequipmentaxisangleinformationoftheaircraftandfeedsforwarditintothespeedlooptocompensateforthelineofsightdriftforthephotoelectricstabilizedplatform.Thesimulationandexperimentalverificationoftheproposedalgorithmarecarriedout,andtheexperimentalresultsshowthatwhenthepitchaxisisfacingsouth north,thepitchangledriftwithinhalfanhouraftertheintroductionofthecompensationalgorithmis0.231°,whichislessthan6.005°withoutthecompensationmethod.Whenthepitchaxisisfacingnorth south,thepitchdriftwithinhalfanhouraftertheintroductionofthecompensationalgorithmis-0.385°,whichislessthan-5.372°withoutthecompensationmethod,whichprovesthatthealgorithmcaneffectivelycompensateforthepitchpositiondriftintheimagestabilizationmode.Keywords:airborneoptoelectronicpod;lineofsightdrift;rotationmatrix;feed forwardcompensation收稿日期:2023-02-10基金项目:基于音圈电机切换策略的快反镜自适应容错控制系统研究(62303429)FoundationItem:ResearchonAdaptiveFaultTolerantControlSystemforFastSteeringMirrorBasedonVoiceCoilMotorSwitchingStrategy(62303429)0 引言动基座光电稳定平台是一种集光、机、电为一体,可搭载不同载荷实现特定功能的综合光电系统,广泛应用在各个领域。
基于目标威胁度的相控阵雷达自适应调度方法
张浩为;谢军伟;张卫东;盛川
【期刊名称】《火力与指挥控制》
【年(卷),期】2016(041)006
【摘要】对时间资源的合理安排是相控阵雷达发挥自身优势的关键。
将目标威胁度引入调度算法中,与工作方式和任务截止期共同进行综合优先级规划。
通过构建目标威胁度的量化模型,使雷达在调度跟踪任务时依目标威胁度大小分配时间。
提出了修正价值率和执行威胁率的概念,完善了性能评估指标。
通过仿真,全面评价了新算法性能,验证了引入目标威胁度的合理性。
结果表明,新算法可以有效提升相控阵雷达对高威胁度目标的处理能力。
【总页数】4页(P100-103)
【作者】张浩为;谢军伟;张卫东;盛川
【作者单位】空军工程大学防空反导学院,西安 710051;空军工程大学防空反导学院,西安 710051;空军工程大学防空反导学院,西安 710051;空军工程大学防空反导学院,西安 710051
【正文语种】中文
【中图分类】TN958.92
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1.相控阵雷达事件自适应调度方法——C语言软件支持系统 [J], 常金钢
2.综合优先级规划下的相控阵雷达自适应调度方法 [J], 张浩为;谢军伟;盛川
3.相控阵雷达的自适应调度和多目标数据处理技术 [J], 张伯彦;蔡庆宇
4.基于相控阵雷达的群目标准自适应调度策略研究 [J], 耿文东
5.基于动态优先级的相控阵火控雷达自适应调度方法 [J], 任小叶
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基于分布式IMU的相控阵雷达运动补偿研究
陈璞;吴旭华;李振威;冯鑫涛;张亚崇;程咏梅
【期刊名称】《弹箭与制导学报》
【年(卷),期】2022(42)1
【摘要】针对相控阵雷达阵面挠曲变形导致天线增益损失增加的问题,提出一种基于分布式惯性测量单元(IMU)的阵元相位误差补偿方法。
将多个IMU安装在雷达阵面上,首先进行主、子节点间的相对导航解算及通过多节点信息融合实时重建阵面结构;其次利用阵面结构模型计算出每个阵元相位中心的挠曲位移,并对其进行相应的相位误差补偿;最后通过天线增益损失和雷达方向图函数验证所提算法的有效性。
仿真结果表明:经过多节点信息融合后,雷达阵面最大挠曲的相对位置解算均方根误差为4.45 mm,对相控阵雷达运动进行实时补偿后,天线增益损失在0.2 dB以下,经过补偿后波束指向精度明显提高。
【总页数】6页(P101-105)
【作者】陈璞;吴旭华;李振威;冯鑫涛;张亚崇;程咏梅
【作者单位】西安飞行自动控制研究所;西北工业大学自动化学院
【正文语种】中文
【中图分类】V241.622
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1.基于GPS/IMU组合导航的机载SAR运动补偿方案的误差分析及仿真验证
2.相控阵雷达反演口径分布中的运动补偿
3.基于IMU的高分辨率机载SAR运动补偿
方法研究4.基于IMU数据与双星定位系统组合的机载SAR运动补偿5.一种基于GPS/IMU 组合导航的机载 SAR 运动补偿方案
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