多光谱目标探测的波段选择

利用超光谱数据对多光谱传感器的波段选择提出了一个框架。根据探测理论,导出了一个代价函数,对于区分弱小目标和杂波(光谱分布已知)的探测性能最优的光谱波段来说,可使该函数最小。利用匹配追踪算法找到了一个近似最小的代价函数,从而选出了滤波器。该方法可用于设计多光谱红外搜索跟踪和光电导弹预警传感器。在杂波背景下,对小目标探测的低虚警率和高探测概率来说是至关重要的。     

美国国防支援计划预警卫星红外有效载荷的光学仿真

为准确估计美国国防支援计划(DSP)预警卫星的性能参数,在对DSP卫星红外有效载荷技术分析的基础上,对其光学结构和参数进行分析和仿真,得到视场、弥散斑半径、能量集中度、传递函数等关键特性,可为DSP卫星和后续天基红外预警卫星(SBIRS)的探测性能开展有效仿真提供有效支撑。     

尾焰特征光谱在主动段弹道目标识别中的应用

天基红外预警卫星远距离探测时获取的弹道目标特征信息匮乏,代表物质固有属性差异的光谱信息可作为目标识别的主要依据。将尾焰特征光谱信息作为识别的重要手段,综合考虑尾焰光谱吸收特性和特征光谱提取原则,采用改进的向前和向后间隔偏最小二乘法建立特征波段提取模型,以新型自适应变权重光谱相似性测度(SAVM)实现目标与特征光谱数据库的匹配,提出了基于尾焰特征光谱的主动段弹道目标识别方法。仿真实验进行了特征波段提取与SAVM优越性的验证,相较于全波段光谱匹配识别法,提出的方法所需数据量更小、识别精度更高。研究内容可为红外预警卫星系统优化探测识别能力提供有意义的参考。     

光电系统对空间目标探测能力综合评估方法

对空间目标实际探测过程中,光电系统的探测能力不仅与其可探测信噪比有关,还与其所成图像的质量有关,即空间分辨能力有关。针对现有光电系统探测能力分析不足,提出了一种基于调制传递函数下的信噪比探测模型(MSNR),给出了基于MSNR下的系统极限探测能力综合评估方法,实现可定量分析大气、像差、目标运动等对系统探测能力的影响;利用实测数据完成对MSNR模型的完善,对不同条件下光电系统的极限探测能力进行了仿真,仿真结果表明:大气条件、系统像差、目标运动等条件对系统的探测能力影响明显,目标运动导致探测能力降低近1.0等星;该方法实现定量对光电系统的探测能力进行综合评估,可为系统优化设计与实际工作开展提供一定的科学依据。     

低轨微小卫星及小碎片搜索/跟踪机动式大视场光电望远镜

有效反射面积小,运动速度快的空间低轨卫星和小碎片的日益增多对现有地基探测跟踪技术提出了挑战。本文分析了国外现有低轨小目标光电探测技术的发展现状,结合低轨小目标的探测需求,提出了一种用于低轨微小卫星及小碎片搜索/跟踪探测的机动式车载大视场光电望远镜设计方案。介绍了该望远镜的光学系统、跟踪架及载车,描述了它的工作模式和图像处理,讨论了系统的搜索和探测能力。结果表明,该望远镜对300 km轨道高度的目标搜索能力达到13.5星等（相当于直径5 cm目标）,可以满足搜索和跟踪低轨微小卫星及小碎片探测的实际需求。     

海军最新光电装备

各国海军正加紧考虑装备光电跟踪和火控系统（EOEFCS）以增强目标探测和跟踪效能并获得态势感知能力。荷兰Thales公司开发的SIRUS远程双波段IRST系统采用了两台分别工作在3～5μm和8～12μm波段的可调节红外传感器。该公司的另一个产品是MIRADOR火控传感器，它已被孟加拉国、德国（装备K130型小型导弹护卫舰）、希腊（升级S型护卫舰和装备ROUSSEN级SUPER VITA巡逻艇）和荷兰（用于新型LCF护卫舰）等国订购。法国海军主要指望SAGEM公司提供的VAMPIR MB双波段FLIR系统。     

低轨红外卫星对类HTV-2高超声速飞行器测能力研究

由于临近空间高超声速飞行器具有速度快、高度低、机动能力强的优点,故以陆/海基雷达、高轨红外卫星为主建立的预警探测体系难以对其实施全程有效探测.因此,针对高超声速飞行器的技术特点,对低轨红外卫星的探测能力和全球覆盖性进行了研究.首先,基于类HTV-2升力体的气动外形,模拟了典型工况参数下飞行器的表面温度分布.然后,构建了低轨红外卫星探测模型.结合红外探测器典型性能参数,给出了不同轨道高度下探测器信噪比与观测视角和工作波段的关系,并得到了红外卫星在550 km和1600 km轨道高度下的有效探测半锥角.最后,给出了具有全球探测能力的低轨红外卫星星座的构型及主要参数.     

一种新型的双光束扫描卫星光通信捕获技术

提出了一种基于双光束扫描的卫星光通信捕获技术。使用两束信标光同时对目标卫星所在的不确定区进行扫描,目标卫星在探测到信标光后利用无线电信号向主动方卫星发送应答信号。通过对应答信号所携带信息的计算分析,最终确定目标卫星所在位置,实现捕获。数值仿真计算表明,该方法比传统方法扫描效率提高90%左右。     

多数据融合在导弹遥测监控视景仿真的应用

针对目前传统遥测系统在获取导弹的姿态参数、环境参数和工作状态数据显示不够直观且不利于监控和显示飞行轨迹的问题,设计了遥测监控视景仿真系统。该系统通过卫星通信模块将采集到的弹道姿态参数信息利用卡尔曼滤波算法进行数据融合后传输到用户终端,实时驱动视景仿真系统中导弹三维仿真场景以便直观形象真实地显示导弹运动状态。实验结果表明了该系统可多次多视角重复观测导弹飞行状态,可实时再现导弹飞行发射过程,有利于提高导弹研发效率并显著降低研发成本。     

红外双波段目标模拟器方案与光学系统设计

通过对传统双波段目标模拟器的工作原理进行分析,针对其结构复杂以及生产成本较大的问题,提出一种只使用一套景象生成器和投影系统的双波段目标模拟器设计方案。利用分振幅的方法,通过滤光片和遮光片的遮挡滤光作用使2个波段的能量按特定的比例透过,在特定的积分时间下,探测器探测到2个波段的能量比不同,以此模拟不同红外目标。对设计方案中的投影系统进行光学设计,光学系统属于透射式,工作波段在3.3 m~3.8 m和4.4 m~4.8 m,F数为3.2,半视场角为1.1,系统分辨率达到10 lp/mm,对300 K~3 000 K的黑体、灰体或选择体均可实现红外目标的模拟,同时模拟器产生的辐射能量也大于探测器探测到的最小能量,设计方案可行。     

基于前失速先兆检测机理的叶顶喷气扩稳实验研究

拓宽轴流压气机稳定工作裕度及探索其流动失稳控制途径一直是内部流动研究的焦点。本文从前失速先兆检测机理入手,对前失速先兆与叶顶间隙泄漏流非定常性进行了关联性研究,发现了前失速先兆与叶顶间隙泄漏流非定常性有一定的关联性。在认识这类关联性的基础上,提出了基于前失速先兆捕捉的失稳控制途径,并结合DSP控制器构建扩稳控制方案,在低速轴流压气机上进行了实验验证。实验结果表明:采用叶顶喷气扩稳控制措施后,简化了原来复杂的控制机构,并为控制措施的实施预留了反馈控制时间,与原来的定常喷气控制措施相比有变工况自适应的优势。     

A Novel Framework for Anomaly Detection for Satellite Momentum Wheel Based on Optimized SVM and Huffman-Multi-Scale Entropy

The health status of the momentum wheel is vital for a satellite. Recently, research on anomaly detection for satellites has become more and more extensive. Previous research mostly required simulation models for key components. However, the physical models are difficult to construct, and the simulation data does not match the telemetry data in engineering applications. To overcome the above problem, this paper proposes a new anomaly detection framework based on real telemetry data. First, the time-domain and frequency-domain features of the preprocessed telemetry signal are calculated, and the effective features are selected through evaluation. Second, a new Huffman-multi-scale entropy (HMSE) system is proposed, which can effectively improve the discrimination between different data types. Third, this paper adopts a multi-class SVM model based on the directed acyclic graph (DAG) principle and proposes an improved adaptive particle swarm optimization (APSO) method to train the SVM model. The proposed method is applied to anomaly detection for satellite momentum wheel voltage telemetry data. The recognition accuracy and detection rate of the method proposed in this paper can reach 99.60% and 99.87%. Compared with other methods, the proposed method can effectively improve the recognition accuracy and detection rate, and it can also effectively reduce the false alarm rate and the missed alarm rate.     

波束方向探测技术的注入式仿真系统验证

这篇文章主要介绍采用功率探测仪方式的注入式仿真系统对波束方向地面探测试验系统进行验证的系统设计和软、硬件控制与实现。通过向注入式仿真系统输入模拟目标星在不同位置发射的信号功率,以及目标星在平台坐标下的角度和位置信息,一方面确定地面探测试验系统技术方案的可行性和检测相关设备的性能,另一方面验证对目标星发射天线主波束方向的探测是否满足精度要求。通过仿真试验证明该注入式仿真系统不仅使用方便、节约成本,而且通过控制相关仪器设备能够准确记录地面探测试验系统对目标星仿真数据的计算信息,进而实现验证。     

Infrared small target enhancement based on variance difference

In surveillance and early warning systems, the enhancement of targets is a very important stage for the high reliability detection and tracking in Infrared images with complex backgrounds. In order to enhance small targets in an Infrared image and suppress the background clutter, consequently increasing the contrast between them, this paper proposes a method using a model for the target area with a three-layer patch-image model and based on the difference between the variance of the layers in the neighboring areas of the investigated pixel. Results of the experiments indicate that the proposed method is quite effective on the enhancement of small targets as well as suppression of the background clutter in IR images with a minimum false alarm rate. This is realized while the runtime of the proposed method is minimal compared to other commonly used methods, which makes it effective to be used in real time applications.     

Simulation of earth background radiation characteristic for satellite borne laser warning system

The earth background radiation is a kind of main background interference for satellite borne laser warning system in the space environment, and it is so necessary that the radiation characteristic be studied. In this paper, the mathematic model of the earth background radiation is established, the input parameters of 6S model are analyzed and set, and the simulation of earth background radiation is carried on aiming at the alarm wavelength 1.315 μm and the waveband 0.9-1.7 μm which is the responsive bandwidth of the detector. The results show that: with the increase of zenith angle, the irradiance from ground reflection increases, but the irradiances of atmospheric path radiation and surface-atmosphere interaction at the satellite level decrease; comparing with other two parts, the irradiance from ground reflection weighs most, and the corresponding percentages for 1.315 μm and 0.9-1.7 μm are 75.89% and 73.99%, respectively. The total irradiance at the satellite level from earth background radiation has exceeded the detection sensitivity of the system (about 1 mW/cm²), which may arouse the false alarm. So, the special technique of background suppression must be studied.     

紫外线的应用、探测及其新发展

紫外辐射在电磁辐射波谱中的波长范围为４００～１０ｎｍ。随着波长的变化，紫外线具有各种不同的物理特性和效应。本文概述了各种紫外线效应及其应用，尤其指出了它在军事应用方面的新发展及其广阔前景，例如：紫外线制导，紫外线告警，紫外线通讯和干扰等。上述应用得到了广泛的重视和迅猛的发展。紫外技术的应用与探测技术有关。本文指出了紫外探测的三种方法：紫外荧光转换法，分光光度法和卫星遥感法。并着重指出了上述应用中需解决的有关探测技术方面的关键问题：紫外大气传输理论和散射模型及其仿真系统，新型高灵敏度低噪声紫外探测器，低噪声信息处理系统，高性能紫外光源和紫外光学系统。     

星载光电捕获跟踪瞄准控制技术分析

本文以天基监视为研究背景,主要围绕星载光电捕获跟踪瞄准(ATP)控制技术展开研究,针对卫星调姿变轨和跟踪架转动的多自由度配合控制过程,依次对天基监视物理模型、星载光电ATP控制系统方案和电视跟踪精度进行了分析。通过分析,不仅对这种多阶段多任务多模式切换的ATP控制有了较为清晰的理解,而且对其中所涉及的关键技术获得了较为全面的认识,对星载光电ATP控制系统设计有一定的指导意义。     

基于智能视觉的车辆事故预警监控系统设计

针对车辆行驶中驾驶员视觉盲区或注意力不集中而造成的交通事故问题,提出采用智能视觉技术对车辆行驶过程中四周的异常物体进行视频监控,对动态视频场景中的运动目标进行检测、识别与实时测距,通过车辆智能视频监控系统最大程度的为驾驶员提供更多预警信息,预防交通事故的发生。本文介绍了车辆智能视觉监控系统的硬件设计方法与软件工作流程,并研究了运动目标检测算法与单目视觉测距算法,通过仿真实验,验证了本智能视觉车辆监控系统对于运动目标进行检测、识别与智能测距判断的实验结果。     

基于弹道的紫外告警系统探测方位角及规避时间仿真分析

提出基于比例导引规律的弹道三维仿真方法,利用弹道仿真法计算了紫外告警系统的探测方位角以及规避时间,分析了来袭导弹距离、威胁方向对探测方位角的和规避时间的影响。结果表明:当导弹在一定距离外,探测方位角随导弹距离的减小而增大、随威胁方向的增大先增大后减小,并且飞机以某威胁方向飞行时,告警系统对某距离范围内的导弹探测方位角几乎没有变化,规避时间随威胁方向的增大而减小。     

Infrared dim target detection technology based on background estimate

Accurate and fast detection of infrared (IR) dim target has very important meaning for infrared precise guidance, early warning, video surveillance, etc. In this paper, two new algorithms – background estimate and frame difference fusion method, and building background with neighborhood mean method are presented. The basic principles and the implementing procedure of these algorithms for target detection are described. Using these algorithms, the experiments on some real-life IR images are performed. The whole algorithm implementing processes and results are analyzed, and those algorithms for detection targets are evaluated from the two aspects of subjective view and objective view. The results prove that the proposed method has satisfying detection effectiveness and robustness. Meanwhile, it has high detection efficiency and can be used for real-time detection.