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相似文献
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1.
张金鹏  张玉石  吴振森  张玉生  胡荣旭 《物理学报》2015,64(12):124101-124101
由于不同海域上空气象条件的不同, 海上蒸发波导在大尺度海面上空发生时通常是区域性非均匀的, 这一特性使得该环境中的电波传播特性相对于水平均匀的蒸发波导环境情况而明显不同, 因此, 进行区域性非均匀的蒸发波导探测反演对正确预测电波传播特性及提高雷达系统的工作性能具有重要的意义. 考虑到实际应用中蒸发波导信息获取手段的多样性, 将中尺度数值气象模式MM5预报的区域性蒸发波导修正折射率剖面作为先验信息, 提出了一种含该先验信息的区域性非均匀蒸发波导的雷达海杂波后验概率估计模型. 该模型使用主分量分析法对蒸发波导的水平非均匀性进行参数化建模, 然后通过贝叶斯理论将修正折射率剖面参数的先验概率分布、后验概率分布和似然函数联系起来, 利用雷达海杂波实现蒸发波导剖面参数的最大后验概率估计反演. 通过我国东海海域的实际区域性非均匀蒸发波导反演测试, 表明该模型能够以更高的精度实现区域性非均匀蒸发波导的反演.  相似文献   

2.
利用粒子滤波从雷达回波实时跟踪反演大气波导   总被引:3,自引:0,他引:3       下载免费PDF全文
盛峥  陈加清  徐如海 《物理学报》2012,61(6):69301-069301
粒子滤波(particle filter,PF)是利用蒙特卡洛仿真方法处理递推估计问题的非线性滤波算法,这种方法不受模型线性和高斯假设的约束,是处理非线性非高斯动态系统状态估计的有效算法,适用于雷达回波反演大气波导(RFC)这类非线性非高斯问题.文中分别介绍了PF的基本思想和具体算法实现步骤,最后导出PF反演算法的迭代求解格式.数值试验结果表明,与扩展卡尔曼滤波(extended kalman filter,EKF)和不敏卡尔曼滤波(unscented kalman filter,UKF)相比,PF更适用于RFC这类高度非线性反演问题,可有效提高反演结果的稳定性和精度.  相似文献   

3.
蔡克荣  贾岛  陈铭 《光学技术》2016,(6):552-556
针对周视脉冲激光引信在超低空条件下照射到海面时产生的海杂波干扰信号易使激光引信虚警率高的问题,以激光散射特性和海面运动特性为基础,提出了一种基于面元积分法的宽波束激光照射面积自适应解算方法,建立了周视脉冲激光引信海杂波回波功率模型。仿真结果表明:海面风速越大、激光入射角越大,海杂波回波功率越强;相同条件下,入射角为90°时的回波功率约为60°时的2倍,约为45°时的3倍。该方法可以作为周视脉冲激光引信海面试验的有效补充,可为超低空条件下抗海杂波干扰设计提供技术支撑。  相似文献   

4.
基于不同散射机制特征的海杂波时变多普勒谱模型   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
张金鹏  张玉石  李清亮  吴家骥 《物理学报》2018,67(3):34101-034101
海杂波的多普勒谱建模对采用多普勒处理技术的雷达进行有效的海杂波抑制和目标检测具有重要的意义.本文分别考虑Bragg,白冠和破碎波三种散射机制对应的多普勒谱分量的特征,对三种谱分量的频移和展宽进行分离,并引入附加速度频移量,提出了基于不同散射机制特征的雷达海杂波时变多普勒谱模型.该模型假设谱强度为受观测时间区间影响的随机变量,能够同时适用于平均多普勒谱与短时多普勒谱建模.通过分别对黄海海域实测的岸基P,S波段海杂波平均多普勒谱与短时多普勒谱建模测试,结果表明该模型相对传统模型的建模精度更高,尤其体现在短时谱的观测时间较长和平均谱形式较为复杂的情况下,建模误差显著减小.  相似文献   

5.
盛峥 《物理学报》2011,60(11):119301-119301
为了改善雷达回波反演大气波导(RFC)方面存在的单时次、单方位角反演的问题,提出利用扩展卡尔曼滤波和不敏卡尔曼滤波的反演算法对大气波导结构的多方位角实时跟踪反演. 在卡尔曼滤波方法中分别给出大气波导结构的参数化方程、观测方程、滤波算法的状态转移方程,最后导出滤波反演算法的迭代求解流程. 在大气波导结构不随时间变化和随时间变化的两种条件下,对扩展卡尔曼滤波和不敏卡尔曼滤波算法进行数值实验. 实验结果表明,不敏卡尔曼滤波更适用于RFC这高度非线性反演问题,它可能今后为大气波导结构多方位角实时跟踪反演的业务化运行提供理论基础与技术保证. 关键词: 大气波导 雷达回波 扩展卡尔曼滤波 不敏卡尔曼滤波  相似文献   

6.
行鸿彦  龚平  徐伟 《物理学报》2012,61(16):160504-160504
针对海杂波背景下小目标检测对海情依赖性强的问题, 本文采用分数布朗运动模型对实测海杂波建模, 结合多重分形去势波动分析法确定分形参数, 分析了海杂波的单尺度、多重分形特性. 在单尺度分形的基础上, 利用表征海杂波分形特征的分数维和Hurst指数构建了分形差量, 提出了基于分形差量的小目标检测方法;在多重分形基础上, 比较了两种海杂波的高尺度多重分形特性. 结果表明, 当尺度q > 10时, 纯海杂波的多重分形参数H(q) < 0, 而存在小目标的H(q) > 0, 此差异性为高尺度分形参数的海杂波背景小目标检测提供了判定依据. 所研究的两种方法均能实现不同海情下的小目标检测.  相似文献   

7.
刘宁波  关键  黄勇  王国庆  何友 《物理学报》2012,61(19):190503-190503
主要研究了分段分数布朗运动(PFBM)模型在雷达海杂波分形建模中的应用.由于自然界和人造系统中研究对象不具有数学上完美的分形特性, 从而研究对象的分形特性无法在整个尺度区间上成立, 传统上, 海杂波的单一分形模型仅利用无标度区间内海杂波的自相似信息进行参数估计, 并没有考虑海杂波在无标度区间以外的尺度下所包含的信息.分段分数布朗运动从频域角度对海杂波频谱进行分段描述, 对应到时域即从粗略尺度和精细尺度两方面描述海杂波时间序列.结合海杂波产生的物理背景, 该模型可以为海杂波时间序列在粗略尺度和精细尺度下表现出的不同粗糙度提供机理性解释.在此基础上, 还研究了具有不同多普勒频率的运动目标对海杂波的影响, 结果表明运动目标对粗略尺度和精细尺度下海杂波的影响程度是不同的.  相似文献   

8.
行鸿彦  朱清清  徐伟 《物理学报》2014,63(10):100505-100505
基于复杂非线性系统的相空间重构理论,提出了一种基于遗传算法的支持向量机预测方法.利用改进的自相关法和饱和关联维数法确定混沌信号的时间延迟和嵌入维,从而实现相空间重构.通过遗传算法优化支持向量机中的惩罚系数和核函数参数,并结合支持向量机建立混沌序列的单步预测模型,从预测误差中检测出淹没在混沌背景中的微弱信号(包括瞬态信号和周期信号).以Lorenz系统和加拿大McMaster大学利用IPIX雷达实测得到的海杂波数据作为混沌背景噪声进行仿真实验,结果表明该方法能够有效地从混沌背景噪声中检测出微弱目标信号,所得的均方根误差为0.00049521(信噪比为-89.7704 dB),这比传统支持向量机方法的均方根误差(0.049,信噪比为-54.60 dB)降低了两个数量级.  相似文献   

9.
混沌海杂波背景下的微弱信号检测混合算法   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
行鸿彦  张强  徐伟 《物理学报》2015,64(4):40506-040506
基于经验模态分解理论, 提出了一种基于粒子群算法的支持向量机预测方法. 采用总体平均经验模式分解法将混沌信号分解为若干固有模态函数和趋势分量, 将复杂的非线性信号转化为具有不同尺度特征的平稳分量. 利用粒子群算法对支持向量机的惩罚系数和核函数进行优化, 结合支持向量机建立混沌序列的单步预测模型. 从预测误差中检测淹没在混沌背景中的微弱信号(包括瞬态信号和周期信号). 对Lorenz系统和实测IPIX雷达数据进行仿真实验, 结果表明, 该方法能够有效地从混沌背景噪声中检测出微弱目标信号, Lorenz系统得到的均方根误差0.000000339 (-102.8225 dB时)比传统支持向量机方法的均方根误差0.049 (-54.60 dB时)降低了5个数量级, 从海杂波中检测出具有谐波特性的微弱信号, 表明预测模型具有更低的门限和误差.  相似文献   

10.
贺静波  刘忠  胡生亮 《物理学报》2011,60(11):110208-110208
从研究海杂波的电磁散射特性出发,利用随机微分理论对海杂波的物理特性进行了系统地分析.首先建立了海杂波电磁散射所满足的随机微分方程,然后利用Itô公式得到了海杂波散射信号幅度和相位的扩散过程模型,最后利用海杂波散射信号的规律给出了微弱信号检测的相关处理方法. 关键词: 随机微分方程 海杂波 散射 微弱信号  相似文献   

11.
盛峥  方涵先 《中国物理 B》2012,21(2):29301-029301
This paper addresses the problem of estimating the lower atmospheric refractivity (M profile) under nonstandard propagation conditions frequently encountered in low altitude maritime radar applications. The vertical structure of the refractive environment is modeled using five parameters and the horizontal structure is modeled using five parameters. The refractivity model is implemented with and without a priori constraint on the duct strength as might be derived from soundings or numerical weather-prediction models. An electromagnetic propagation model maps the refractivity structure into a replica field. Replica fields are compared with the observed clutter using a squared-error objective function. A global search for the 10 environmental parameters is performed using genetic algorithms. The inversion algorithm is implemented on the basis of S-band radar sea-clutter data from Wallops Island, Virginia (SPANDAR). Reference data are from range-dependent refractivity profiles obtained with a helicopter. The inversion is assessed (ⅰ) by comparing the propagation predicted from the radar-inferred refractivity profiles with that from the helicopter profiles, (ⅱ) by comparing the refractivity parameters from the helicopter soundings with those estimated. This technique could provide near-real-time estimation of ducting effects.  相似文献   

12.
13.
黄思训  赵小峰  盛峥 《中国物理 B》2009,18(11):5084-5090
This paper addresses the problem of estimating lower atmospheric refractivity under the nonstandard propagation conditions frequently encountered in low altitude maritime radar applications. The vertical structure of the refractive environment is modeled by using a five-parameter model, and the horizontal structure is modeled as range-independent. The electromagnetic propagation in the troposphere is simulated by using a split-step fast Fourier transform based on parabolic approximation to the wave equation. A global search marked as a modified genetic algorithm (MGA) for the 5 environmental parameters is performed by using a genetic algorithm (GA) integrated with a simulated annealing technique. The retrieved results from simulated runs demonstrate the ability of this method to make atmospheric refractivity estimations. A comparison with the classical GA and the Bayesian Markov Chain Monte Carlo (Bayesian-MCMC) technique shows that the MGA can not only shorten the inverse time but also improve the inverse precision. For real data cases, the inversion values do not match the reference data very well. The inverted profile, however, can be used to synoptically describe the real refractive structure.  相似文献   

14.
A modified GIT model for describing the variational trend of mean clutter reflectivity as a function of wind speed is proposed. It uses two slope adjustment factors and two critical wind-speed factors to define and adjust the increasing slope of reflectivity with respect to wind speed. In addition, it uses a constant factor to compensate the overall amplitude of clutter reflectivity. The performance of the modified GIT model has been verified on the basis of the L-band low-grazing-angle radar sea clutter data. The results are in good agreement with the experimental data, indicating that the model is more effective in predicting the wind-speed behavior of clutter reflectivity than the conventional GIT model, especially for lower and higher wind speeds. We believe that the proposed model can provide deeper insights into the relationship between radar sea clutter reflectivity and sea state conditions.  相似文献   

15.
赵小峰  黄思训  盛峥 《中国物理 B》2010,19(4):49201-049201
This paper describes a technique to estimate surface-based duct parameters by using a simple ray tracing/correlation method. The approach is novel in that it incorporates the Spearman rank-order correlation scheme between the observed surface clutter and the surface ray density for a given propagation path. The simulation results and the real data results both demonstrate the ability of this method to estimate surface-based duct parameters. Compared with the results obtained by a modified genetic algorithm combined with the parabolic wave equation, the results retrieved from the ray tracing/correlation scheme show a minor reduction in accuracy but a great improvement on computation time. Therefore the ray tracing/correlation method might be used as a precursor to more sophisticated and slower techniques, such as genetic algorithm and particle filters, by narrowing the parameter search space and providing a comprehensive and more efficient estimation algorithm.  相似文献   

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