摘要：逆合成孔径雷达(ISAR)是空间目标成像和监测的重要手段之一,大转角下空间目标成像结果的越分辨单元徙动(MTRC)现象加剧,严重影响ISAR成像的性能。为快速估计和补偿空间目标运动产生的回波相位误差,结合BFGS优化算法效率高与极坐标格式变换算法(PFA)补偿精度高的优势,该文提出了一种基于联合运动参数快速估计的空间目标ISAR成像方法。所提方法建立了目标平动和转动参数联合估计的最小化图像熵优化模型;为降低优化陷入局部最优的可能,设计了目标参数粗估计和精估计的高效BFGS求解子步骤,实现了目标转动参数的快速估计与大转角情况下MTRC的补偿。点目标仿真和实测民航客机数据成像结果表明,相比PSO-PFA算法,所提方法在低信噪比条件下的运动参数估计精度更高,运算时间缩短为原来的五分之一,具有显著优势。

摘要：为满足对空间目标的多重连续覆盖需求,提出一种基于大角度探测范围的偶数重连续覆盖星座设计方法。首先,由大角度探测范围确定圆环形探测区域,并依此给出覆盖带设计方法。然后,基于覆盖带拼接的方式提出了空间目标偶数重连续覆盖星座设计方法。所提出的星座设计方法具有两大优势:一是该方法对基于覆盖带拼接的星座设计方法引入了有约束条件的参数优化方法,能够用尽可能少的卫星快速设计出偶数重连续覆盖星座;二是传感器探测区域选为圆环形,可拓展所提星座设计方法的适用范围。当传感器指向天时,所设计星座可实现高、中、低轨空间目标偶数重连续覆盖。当传感器指向地时,所提星座设计方法适用于任意纬度地面目标偶数重连续覆盖问题。仿真结果表明,所提星座设计方法简单有效,可快速用较少的卫星实现空间或地面目标偶数重连续覆盖。

摘要：针对空间目标三维重构任务中的相机参数设计问题,提出一套由目标重构精度反演观测相机参数及观测方案的方法。通过梳理三维重构误差传播机理,将误差传播归结为相机内参数影响特征点齐次坐标和齐次坐标影响重构精度两个过程,给出了三维重构误差计算方法。基于误差下限分析计算结果,给出了观测距离、拍照间隔与相机姿态指向等任务参数的设计原则,建立了由重构精度反演相机焦距和像素尺寸的方法,形成一套以重构精度为核心指标的观测方案和相机参数设计方法。针对模拟空间目标的仿真试验校验了重构误差估算算法及相机参数和观测方案设计方法的有效性。

摘要：为提高空间对抗能力,提出了空间目标可见光反射特性控制的方法,在空间目标表面设计过程中尽量避免漫反射,采用镜面反射方式,同时目标本体采用多面体结构设计.以地基可见光探测为例,选择高度为250km圆轨道上的圆锥体目标和高度为900km圆轨道上的圆柱体目标为对象,分析了地基可见光遥感器对其探测能力与几何位置的关系.由空间目标可见光反射特性的研究得到结论,在多面体结构空间目标的表面设计中采用镜面表面设计,使可见光遥感器对它的探测能力明显降低,且由探测到的目标光谱特征无法判断目标的真实外形,从而达到控制空间目标可见光反射特性的目的.研究对未来空间目标的外形设计控制具有一定指导意义。

摘要：针对空间目标的轨迹和姿态数据生成问题,对各类空间目标的特性进行了深入的分析,将其基准弹道分为4种类型并分别给出了设计方法,在此基础之上建立了分导弹道设计方法,该方法无需长时间的准备工作,大大简化了系统仿真的工作量。此外为模拟中段目标的微动特性建立了由微动特征量直接计算姿态数据的姿态数据生成方法,该方法无需进行积分计算,加快了计算速度。最后对以上方法进行了仿真验证。仿真结果表明,提出的方法能够在10 s内生成准确命中目标的四类基准弹道和分导弹道。此外,生成的姿态数据能够反映中段目标的微动特性,数据生成耗时短且无需事先准备工作,能够较好地满足系统仿真的要求。

摘要：空间目标光学散射特性建模与分析是空间光学监视系统论证设计、性能评价的前提和基础。以空间目标的可见光与激光散射特性为主要研究对象,分析了空间目标光学散射特性的基本研究内容和方法,介绍了国内外应用于卫星表面材料的比较典型的BRDF模型,从卫星表面材料BRDF测量与建模、目标可见光散射特性测量与仿真计算和空间目标LRCS测量与仿真计算三个方面,介绍了国内外典型研究单位的研究成果以及下一步的研究发展方向。可为空间目标光学特性研究思路与方法提供借鉴。

摘要：临边红外观测是对辐射强度较弱空间目标的一种有效探测方式,探测临边背景的红外辐射分布规律直接影响目标检测跟踪的效果。通过实测图像对临边背景辐射统计特征进行建模:临边背景辐射亮度在地平线垂直和水平方向具有不同的分布规律,垂直分布与视线切线高度相关,水平方向可近似为正态分布,变异系数取值集中于[0.01,0.05]。基于建模成果提出了一种临边背景红外图像快速仿真方法,实验结果表明仿真图像与实测图像具有较高的一致性,验证了成像模型和仿真方法的有效性。同时,快速仿真方法耗时仅为常规逐像元仿真方法的1/200,能够满足实时仿真的需求。研究结果可应用于红外相机设计和目标检测算法测试等领域。

摘要：空间目标的逆合成孔径雷达(ISAR)成像由于受自身遮挡及噪声干扰等影响,导致生成的ISAR像难以直接进行图像分析及目标识别。由此,以空间目标的ISAR成像建模为基础对ISAR像处理及特征提取展开了研究。首先,分别建立了目标卫星的ISAR成像模型、ISAR信号模型及ISAR图像函数提取模型,并经过旁瓣抑制与相干斑滤波等初步处理得到了目标卫星的ISAR像。其次,采用Otsu算法、canny算子及Hough变换使卫星旋转至最长轴平行于像平面横轴,通过闭运算填充卫星内部孔洞,去除外部孤立噪声,并基于连通域思想分割出卫星所在子区域,实现了卫星的轮廓提取。所设计的图像处理算法能有效改善ISAR像质量,提取的卫星轮廓线能较好地勾勒出目标卫星的外形结构,为进一步展开卫星的识别工作奠定了重要基础。

摘要：空间目标激光散射特性建模与仿真分析是激光主动探测系统论证设计、性能评价的前提和基础,激光雷达截面（LRCS）是目标激光散射特性的综合反映。研究了适用于激光主动探测系统的双向反射分布函数（BRDF）模型,针对空间目标不同表面材质类型提出了一种基于OpenGL的空间目标LRCS可视化计算方法,建立了由不同表面材质组成的某卫星三维模型,仿真分析了在不同姿态角和电池阵转角条件下的空间目标LRCS值。结果表明,该空间目标LRCS的变化范围为0.1~100 m2。仿真结果可为空间目标激光主动探测系统设计提供参考和依据。

摘要：为实现高灵敏度条件下近距离空间目标的探测成像,通过设计惯性空间跟踪、terminal滑模稳定控制指向方法和成像行频自主匹配技术,利用高灵敏度CMOS相机实现了对空间目标的稳定指向和高信噪比成像。最后,利用卫星三轴气浮姿控仿真系统、空间LED目标显示系统和高灵敏度CMOS相机成像系统,进行惯性空间跟踪稳定指向姿控仿真及外场高灵敏度成像试验。试验结果表明:对惯性空间目标稳定指向的过程中,稳像姿态控制优于0.02°与0.001 5(°)/s时,成像曝光10ms可获得信噪比为19dB的低照度图像;利用F数为10的GSENSE400CMOS相机,在光照度为0.05lx和行频自主匹配成像姿态的10ms曝光时间条件下进行20km近距离外场成像试验,能够获得SNR大于18dB的高信噪比图像。