采用单水听器匀速直线运动直升机三维参数估计算法

针对空中匀速飞行运动目标所激发的水声信号特征,该文将传统的2维平面内估计目标飞行高度、速度等参数的问题扩展到3维空间,可以求解飞行时偏航距离,更符合实际情况,解决了空中快速飞行目标状态3维参数估计问题。该文首先以直升机离散线谱为特征声源,建立其在空气-水两层介质中声学多普勒的3维传播模型,考虑了目标的飞行速度、高度和偏离水听器的偏航距离。然后根据多普勒频移曲线及其1阶、2阶导数的不对称性,推导出水下探空应用中飞行器的3维参数估计方法。最后,通过分析单水听器接收的实测信号,验证了文章构建3维空间多普勒频移飞行参数估计模型的合理性及APP-LMS算法相较于短时傅里叶瞬时频率估计算法能够更准确反演直升机的航行参数。     

目标微动参数估计的曲线跟踪算法

对于包含多散射点的微动部件来说,其微动参数估计等价于多分量非平稳信号的瞬时频率估计.针对此问题,提出一种基于曲线跟踪算法的目标微动参数估计方法.该算法首先在时频域通过最近邻数据关联算法分离各分量信号的时频曲线,然后,采用扩展Kalman滤波器对各时频曲线进行平滑滤波,并基于平滑后的时频曲线估计目标微动参数.基于电磁计算数据的仿真结果验证了该算法的有效性.     

电离层回波信号的瞬时频率估计

在电离层的探测与研究中,瞬时多普勒频率可以很好地表明多普勒效应随时间的变化情况,从而反映电离层的变化规律.文中采用相位差分和相位建模两种瞬时频率估计方法,对实际电离层斜向返回探测系统的回波信号进行了仿真,并做出了比较分析,结果显示相位建模方法更能准确反映电离层的变化规律.     

基于运动参数估计的窄波束宽幅SAR成像算法

近年来 ,国内多家研究所已研制出机载试验SAR。但从这些试验雷达的导航仪器测得的运动参数精度较低 ,为作精确的运动补偿 ,运动参数需要从实测数据估计得到。本文利用基于数据的多普勒中心和调频率估计方法 ,对运动参数的变化历程作了长时间的精确估计 ,并将运动补偿和成像算法有机结合在一起 ,可在飞行状态不很理想时 ,仍能获得好的宽幅图像     

单矢量水听器二维DOA和频率联合估计算法

基于单矢量水听器,利用时延数据构造两个阵形相同的子阵,运用LS-ESPRIT方法,对信号数据矩阵进行特征值分解,提取其特征值和相应的特征向量中包含的频率和角度信息,从而实现单频窄带信号的二维DOA和频率的联合估计。具有较好的估计精度,无需搜索过程并且能够实现三维参数的自动配对。使用MATLAB进行仿真,与基于单矢量水听器的波达方向矩阵法和基于声压阵的LS-ESPRIT方法进行比较,结果表明,该方法具有较好估计性能。     

基于瞬时多普勒频率的匀速移变双基SAR的二维频谱及其成像算法的应用

该文提出一种新的方法求解匀速移变双基SAR的2维频谱表达式。通过使用瞬时多普勒频率,引入两个独立的方位频率,并由此推导出精确的严格解析谱。然后,利用匀速移变双基SAR的成像几何模型,求出这两个方位频率的表达式,从而得到最终的2维频谱。作为该频谱对于成像算法的一个应用,该文提出适用于平行等速双基SAR数据的距离多普勒算法。仿真数据的处理结果不仅证明了所得到的2维频谱的精确性,也证明了该文的距离多普勒算法的有效性。     

基于窄带微多普勒调制的锥体目标参数估计

当雷达对锥体目标发射窄带信号时,进动调制会使回波中包含的散射中心瞬时频率发生周期性变化,这种变化可以反映出目标几何尺寸与结构特性,针对此该文提出一种基于窄带微多普勒调制的空间锥体目标参数估计方法。首先对目标散射特性进行分析,推导进动引起的目标散射中心瞬时频率变化公式;然后利用时变自回归模型估计散射中心瞬时频率,并对估计结果进行重新关联以消除其中出现的关联错误;最后根据锥顶和锥底散射中心瞬时频率变化性质,结合目标弹道估计得到目标几何尺寸参数及微动参数。基于电磁计算数据的实验结果验证了该文所提方法的有效性和精确性。     

一种双基地MIMO雷达目标参数估计算法

为了实现双基地多输入多输出(MIMO)雷达目标参数估计,建立了双基地MIMO雷达信号模型,提出了一种目标方向角和多普勒频率估计方法,该方法利用2次ESPRIT方法分别估计目标的多普勒频率和来波角度(DOA),然后利用ROOT-MU-SIC方法估计得到目标去波方向(DOD)。所提算法只进行3次特征值分解,避免了多维非线性的谱峰搜索,配对过程简单。仿真结果证明了该算法的有效性。     

基于运动参数估计的SAR成像

运动补偿是SAR成像,特别是高分辨成像的关键步骤.运动参数可由载机的导航仪器测得.也可通过实测数据估计得到,通常将两者结合.虽然基于数据的运动参数估计已有很多研究,并提出许多估计和补偿方法.但如何结合实际选用适合的方法仍然是个问题.本文针对实际雷达和运动情况,对运动参数作了精确估计和补偿,并提出了新的补偿和成像方法,可在减小运算量的同时获得好的成像效果.     

基于联合对角化的近场源三维参数估计

提出了一种基于联合对角化的近场源频率、到达角(DOA)和距离的联合估计算法。首先利用二阶统计量构造白化矩阵,再基于白化后的接收数据构造一组高阶累积量矩阵,利用联合对角化方法来得到高阶累积量矩阵的对角结构信息以及对角化矩阵来分别估计阵列流形和信号源的频率,进而由阵列导向矢量结合对应的信号源频率联合估计信号源的到达方向和距离。与基于高阶累积量的类ESPRIT方法相比,算法可以提高阵元利用率,具有更好的估计效果,同时不需要谱峰搜索且各参数自动配对,计算机仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于运动参数非搜索高速机动目标检测

该文提出一种新的高速机动目标检测与参数估计算法。首先,通过二阶Keystone变换(KT)消除距离频率与慢时间的二次耦合,并计算对称瞬时自相关函数(SIAF)。其次,对SIAF不同维依次进行尺度逆傅里叶变换(SIFT)、尺度傅里叶变换(SFT)和快速傅里叶变换(FFT)实现能量积累,在新的参数空间进行峰值检测得到径向速度模糊数和径向加速度估计值。最后,根据估计的参数构造补偿函数对距离徙动和多普勒扩散进行补偿,并通过KT算法实现目标检测和距离、模糊径向速度的估计,结合补偿的径向速度模糊数计算出不模糊径向速度。 由于不需要进行参数搜索,并且SIFT和SFT均能通过FFT快速实现,因此算法计算量得到大幅度减小。仿真实验验证了该算法的有效性。     

移动水声通信多径传输非一致多普勒估计方法研究

现有水声通信中的多普勒估计方法一般都假定多径信道每条路径的多普勒因子相等,当各路径多普勒因子存在差异时,该类方法往往无法正确估计出每径的多普勒因子,导致补偿后的信号存在较大误差。为此该文在分析水声信道稀疏特性的基础上,提出一种基于稀疏表示理论的非一致多普勒估计方法。该方法结合水声多径信道与非一致多普勒稀疏特性生成包含信道信息的超完备字典,将每径的非一致多普勒因子估计转化为基于超完备字典的稀疏重构求解,实现非一致多普勒因子的准确估计。仿真结果表明,所提方法不仅能估计出差异较大的非一致多普勒因子,而且对于大多普勒频偏的估计也相当有效,特别适合于高速移动水声通信中的多普勒估计。     

基于数据样本方差的正交频分复用水声通信多普勒频移估计方法

针对正交频分复用(OFDM)水声移动通信易受时变多普勒频移影响的缺点,该文提出一种基于数据样本方差的多普勒频移估计方法。利用前序符号的信道估计值恢复当前符号的有效数据序列及其频域分集副本,计算分集副本与数据序列的比值并搜索该比值序列在不同多普勒补偿因子下的方差,选取方差最小时对应的补偿因子作为多普勒频移估计值,利用稀疏贝叶斯学习和判决反馈信道估计算法获得修正后的信道频域响应并传递给后序符号,实现对多普勒频移的实时跟踪。数值仿真验证了该方法的可行性和优越性,海上试验证明,该方法实现了基于无人水下航行器的OFDM水声移动通信,能够对时变多普勒频移进行有效估计。     

直升机目标被动声跟踪算法及其仿真研究

本文提出了包含多普勒和声传播时间延迟的接收信号模型;提出了在直升机目标做匀速直线运动的条件下,将声基阵获得的测向信息与多普勒频移信息融合,估计目标运动参数的算法,并用蒙特卡罗方法分析了该算法的估计精度;仿真结果表明该算法可实现较高的估计精度,测距精度满足实用要求;最后研究了应用该算法的自适应跟踪问题．     

水声扩频通信中多普勒估计与补偿算法研究

通信系统普遍受多普勒效应影响,因而载波同步成为通信中的一项关键技术。在水声通信中,由于声速有限,信道中的多普勒效应的影响更为明显。该文在一个基于软件无线电机制的水声扩频通信系统中,对水声信道的多普勒效应进行分析和建模,并在此基础上提出了一种有效的水声扩频多普勒估计与补偿算法。仿真实验表明,算法能够在-22 dB的情况下有效地对15 m/s以内产生的多普勒频移进行估计与补偿。算法经过海试测试,在6节速度及加速减速过程中,系统均能够成功地完成载波同步。     

基于多普勒频率与距离数据融合的脱靶量参数估计

该文提出了一种同时应用多普勒频率和距离信息的脱靶量参数估计方法。该方法将多普勒频率信息和距离信息根据测量数据的噪声协方差进行非线性加权数据融合处理,建立相应的最小二乘过程的代价函数并利用非线性优化方法对脱靶量参数进行求解。通过对参数估计克拉美罗界的理论推导说明了该方法相对于应用单一多普勒频率或距离观测量的方法对参数估计性能的改善,并应用数值计算方法对参数估计性能进行了分析,最后通过计算机仿真验证了该方法的有效性。     

基于最小范数准则的多普勒频率高精度估计

提出一种雷达回波多普勒频率的高精度估计算法。算法利用脉冲间干扰和噪声的相关性较弱,从而在脉冲链自相关矩阵中抑制干扰及噪声分量。并基于最小范数准则实现多普勒频率估计。该算法在多种干扰/噪声背景下估计精度接近CRB,且计算量较小。仿真实验也验证了算法的有效性。     

基于多普勒频偏估计的单帧图像低速运动目标检测方法

常用的图像域运动目标检测跟踪方法对虚警率较敏感,当虚警率较高时,目标检测跟踪的实时性受限。为了降低目标初始检测的虚警率,进而提高目标检测跟踪的实时性,该文提出一种基于多普勒频偏估计的单帧图像低速运动目标检测算法,通过发射多普勒不敏感的LFM脉冲对,忽略多普勒效应对成像结果的影响,但在图像域检测的同时,利用目标回波的多普勒频偏信息进行静目标和杂波亮点的剔除,基于单帧数据,减小运动目标检测的虚警率,实现单帧图像的运动目标检测,从而为目标跟踪奠定良好基础。该算法首先进行图像域的恒虚警检测,再利用宽带时域波束形成和复相关频率测量法,对检测亮点处的波束输出信号进行多普勒测频,仅通过单帧图像就可有效剔除静目标和杂波亮点。同时为了改善宽带时域波束形成的性能,利用2阶锥规划设计滤波器的系数,用9阶FIR滤波器实现了0.01倍采样点的小数时延,提高了多普勒频偏的估计精度。最后通过计算机仿真和水池试验验证了所提算法的有效性。