基于单目图像和方向的测距系统及性能分析

 针对非合作大目标的被动测距问题,介绍了一种基于单目图像序列和成像方向的测距系统,并进行了性能分析.这种测距系统的特点是无需初始距离导引,它对目标距离的估计借助于专门的定位方程,方程由目标特征线度、摄像机的空间坐标、目标在采样时刻对相机的方位角和俯仰角决定.其中,方位角和俯仰角通过光电经纬仪获得,摄像机的空间坐标通过GPS获得,目标特征线度通过相邻帧图像匹配得到.分析表明,该系统的性能主要取决于特征线度的准确度,其他测量误差如目标的方位角、俯仰角和摄像机的空间坐标对其影响较小.目标特征线度选取时,在相邻帧目标图像匹配点中,筛选出三个具有较大极限的尺度不变特征变换关键点,构造三角形及其外接圆,在外接圆上取经过三角形重心且平行或垂直于尺度不变特征变换主方向的弦线作为特征线度,这种特征线度对目标旋转不敏感.实验结果表明这种测距方法能够实现对非合作大目标的被动测距.     

恒等探测距离折反射式周视红外成像系统设计及分析

折反射式周视红外成像系统在安全监视领域有着独特的大视场优势,但是目前常见的圆锥曲面反射镜折反射式周视系统存在不同俯仰角下探测距离差异大的问题。折反射式周视红外成像系统的探测距离与目标尺度、任务准则、俯仰角和方位角分辨力有关。将俯仰角分辨力和方位角分辨力的几何平均数设为常数,以此作为恒等探测距离折反射式周视系统的条件,并推导了相应的系统设计方法。数据仿真结果验证了恒等探测距离系统的可实现性,另外,也表明了所提方法不仅可以实现不同俯仰角下的相同探测距离,还可以通过合理的参数调节使得大部分视场范围内的探测距离优于传统圆锥曲面型折反射式周视系统的探测距离。     

Walker-δ星座轨道间激光链路的稳定性研究

根据walker-δ星座中相邻轨道卫星的相位差,引入轨道间激光链路连接参数K,建立参考卫星固联坐标系中目标卫星运动方程,得到不同轨道卫星之间方位角、俯仰角和距离(AER)的解析表示式.进而求出AER及其变化率极值的数值解.其中相邻轨道卫星的方位角变化率和变化范围都远大于俯仰角,对激光链路稳定性影响较大;方位角最大变化率同最小距离成反比,在极端情况下会超出激光通信终端跟踪范围导致链路中断.综合轨道间激光链路的稳定性和网络拓扑结构的复杂程度,得出相对连接相位为O是激光链路的低轨卫星星座连接配置方式.     

一种红外搜索系统的分布式多传感器航迹融合算法

红外搜索系统作为被动式搜索系统,一般只能获得目标所处位置的方位角和俯仰角信息,缺乏距离信息,在无测距装置的条件下,只能依靠角度信息进行数据融合。依据角度值的三角函数关系,提出了一种新的分布式多传感器航迹加权融合算法,算法经仿真验证有效,降低了融合航迹的误差。在对量测数据进行误差修正的基础上,算法效果更加显著。     

高精度手持式多功能人眼安全激光测距仪

研制的手持式多功能人眼安全激光测距仪,集成了数字罗盘、GPS、白光瞄准通道、人眼安全激光测距组件、低功耗微显示器等功能模块,具备方位角／俯仰角测量、地理经纬度测量、可见光目视观察、激光测距、分划线夜间照明、综合信息集成显示和输出等功能,经过外场测试,整机作用距离达到10km,测距精度2m,方位角／俯仰角精度0．5°,定位精度CEP值为10m,满足设计要求。     

一种新型光电侦察系统目标数据观测方法

针对在主要作战方向上工作的光电侦察系统，提出一种低成本的光电搜索设备获取目标数据的方法。采用光电探测器持续以固定角速度周转扫描的方法，多次连续捕获目标，不断迭代刷新目标方位和时间数据，完成对来袭目标相对侦察设备的角位置和水平距离的解算。推导出观测目标数据的数学模型，通过设计仿真软件，实验程序可在目标进入侦察设备观测边界范围后解算出其方位角，得出目标在不同时间的方位角、俯仰角和水平距离等信息，能够满足在侦察距离不小于20 km的状态下实现对速度不大于500 m/s、高度不超过5 km的目标进行跟踪，完成了对光电侦察设备的仿真验证，为后续火控计算提供了可靠数据。     

利用波导不变量进行运动单线阵的无源测距测速

为克服单线阵难以无源测距、测速的缺点,提出了利用目标辐射低频声场干涉结构和波导不变量的运动单线阵无源测距、测速方法。定义了运动目标的距离距变率比（目标距离与距离变化率的比值）,并利用与目标辐射声场的时间-频率干涉结构和波导不变量相关的变量来表征距离距变率比。根据此定义,通过对目标辐射声场的时间-频率干涉结构图进行Radon变换等处理,实现对距离距变率比的估计。利用所估计的距离距变率比,结合平台速度、目标方位角和目标航向角实现对目标距离和速度的同时估计。仿真实验验证了所提方法在测距、测速时的正确性和有效性。结果表明:所提方法在目标航向角较大时有较高的距离、速度估计精度;同时,目标方位估计误差越小,所提方法的距离、速度估计精度越高。      

运动平台目标引导数据解算及误差分析

根据平台和目标的位置、姿态信息,利用旋转矩阵建立了运动平台目标引导模型。在此基础上进行仿真分析,通过计算平台和目标数据存在不同水平误差条件下引导数据的精度,研究了平台和目标数据对引导数据精度的影响。仿真结果表明,对方位角引导数据精度影响较大的参数为平台经度,纬度以及航向角;对俯仰角引导数据精度影响较大的参数为平台经度、纬度、俯仰角以及横滚角;对距离引导数据精度影响较大的参数为平台经度和纬度。     

脉冲激光周向探测最佳定向起爆技术

根据常规弹药最佳定向起爆要求,针对弹目交会环境,建立脉冲激光周向探测系统单次和二次扫描最佳起爆延时模型和最佳起爆方位角模型.运用Matlab对模型参量进行数值仿真,分析探测方位角、弹目间距和目标俯仰角对最佳起爆延时和起爆方位角的影响.结果表明:当激光扫描到单次目标时,最佳起爆延时随弹目之间距离的增大而增大,随探测方位角的增大先减小后增大,最佳起爆延时的变化范围在0～20 ms之间;当脉冲激光周向探测系统扫描到二次目标时,在大部分时间内最佳起爆延时时间为0 ms;在非零区域内,最佳起爆延时随弹目之间距离的增大而增大,随探测方位角的增大先变大后变小.     

脉冲激光周向探测最佳定向起爆技术（英文）

根据常规弹药最佳定向起爆要求,针对弹目交会环境,建立脉冲激光周向探测系统单次和二次扫描最佳起爆延时模型和最佳起爆方位角模型.运用Matlab对模型参量进行数值仿真,分析探测方位角、弹目间距和目标俯仰角对最佳起爆延时和起爆方位角的影响.结果表明:当激光扫描到单次目标时,最佳起爆延时随弹目之间距离的增大而增大,随探测方位角的增大先减小后增大,最佳起爆延时的变化范围在0~20ms之间;当脉冲激光周向探测系统扫描到二次目标时,在大部分时间内最佳起爆延时时间为0ms;在非零区域内,最佳起爆延时随弹目之间距离的增大而增大,随探测方位角的增大先变大后变小.