高灵敏度空间点目标探测系统设计

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工程光电探测系统设计方案

工程光电探测系统设计方案一、背景及意义光电探测系统是一种集光学、电子、计算机等多种技术于一体的高新技术系统，能够利用光电传感器对目标物体进行检测、识别、跟踪等操作。

在工程、军事、医疗、安防等领域有着广泛的应用前景。

光电探测系统的设计方案具有重要意义，它决定了系统的性能、可靠性和实用性。

本文将以一种针对军事领域的光电探测系统为例，介绍其设计方案。

二、需求分析1. 任务需求：该光电探测系统主要用于探测和跟踪飞行器、地面目标、水下目标等，能够实时获取目标的位置、速度、姿态等信息。

2. 工作环境：系统将在多种复杂环境下工作，包括昼夜光照变化、恶劣气候条件、高速移动目标等。

3. 精度要求：系统对目标的探测、识别和跟踪需具备较高的精度，能够满足军事需求的作战指挥要求。

三、系统结构设计1. 组成模块：光电探测系统主要由光学模块、电子模块、数据处理模块、控制模块组成。

2. 功能描述：光学模块负责捕捉目标的光信号，将其转化为电信号；电子模块负责信号放大、滤波、数字化处理；数据处理模块负责对目标进行识别、跟踪、定位计算；控制模块负责系统的运行控制和指令传输。

四、技术实现方案1. 光学模块：选用高灵敏度、高分辨率的光学传感器，采用光学滤波、聚焦、变倍等技术，以获得清晰、准确的目标图像。

2. 电子模块：采用低噪声、高增益的放大器、滤波器等元件，保证光信号的清晰度和稳定性。

3. 数据处理模块：采用先进的图像处理算法，如边缘检测、目标识别、运动跟踪等技术，对捕捉到的光学信号进行处理，提取目标信息。

4. 控制模块：引入先进的控制算法，实现对光学模块、电子模块、数据处理模块的无缝控制和协同工作。

五、系统性能指标1. 光学性能：分辨率≥30lp/mm，灵敏度≥0.1Lux，变焦范围≥20倍。

2. 电子性能：信噪比≥60dB，增益范围±20dB，输出动态范围≥5V。

3. 数据处理性能：目标识别准确率≥95%，跟踪误差≤1像素，处理帧率≥30fps。

长波红外高灵敏度信息采集系统设计

长波红外高灵敏度信息采集系统设计张龙;董峰【摘要】本文针对特定长波红外焦平面(288×384像元)探测器,选用低噪直流电源和低压差线性稳压器组合,实现了该红外焦平面模拟和数字驱动电路.分析提升长波红外探测灵敏度的关键要点,设计了高灵敏度信息采集电路.该红外成像系统具有高帧频、高灵敏度的优点.实验室测试得到该长波红外探测系统噪声等效温差(NETD)在300 K下优于30 mK.%The analog and digital drive circuit for infrared focal plane is designed by using the low noise DC power supply and the low voltage difference linear voltage regulator. Based on the analysis of the key points of the long wave infrared detection sensitivity, a high sensitivity information acquisition circuit is designed. The infrared imaging system has high frame rate and high sensitivity. The noise equivalent temperature difference (NETD) of the long wave infrared detection system is better than 30mK at 300K by the laboratory test.【期刊名称】《红外技术》【年(卷),期】2017(039)005【总页数】5页(P409-413)【关键词】红外探测;驱动电路;积分时间;灵敏度【作者】张龙;董峰【作者单位】上海技术物理研究所中国科学院红外探测与成像技术重点实验室,上海 200083;中国科学院大学,北京 100049;上海技术物理研究所中国科学院红外探测与成像技术重点实验室,上海 200083【正文语种】中文【中图分类】TN215任何温度高于绝对零度的物体都会发出红外线。

临近空间光学载荷设计关键指标与技术综述

临近空间光学载荷设计关键指标与技术综述引言临近空间指的是地球轨道附近的太空区域，是人类进行航天工程、科学研究和资源勘探的重要空间范畴。

光学载荷是指在临近空间中利用光学技术获取或处理信息的设备，包括相机、望远镜、光学测量设备等。

光学载荷的设计关键指标和技术在临近空间任务的成功实施中起着至关重要的作用。

本文将对临近空间光学载荷的设计关键指标和技术进行综述，为相关工程师和研究人员提供参考。

1.光学载荷设计关键指标光学载荷的设计关键指标是影响其性能和实用性的重要因素。

以下是一些常见的光学载荷设计关键指标：1.1分辨率分辨率是光学载荷能够识别和显示目标细节的能力。

对于临近空间任务，高分辨率是必要的，可以获取更多的细节信息，从而支持科学研究和任务需求。

分辨率通常以角度或线数表示，如视场角、线对数等。

1.2探测灵敏度光学载荷的探测灵敏度是指其对光信号的接收和处理能力。

高探测灵敏度可以提高载荷对弱光信号的探测能力，从而增加任务的成功率。

探测灵敏度与传感器的噪声、接收面积等因素有关。

1.3平台稳定性光学载荷的平台稳定性是指其在临近空间环境下对姿态、振动等影响的抵抗能力。

稳定的平台可以保持载荷的准确定位和相对运动，提高成像质量和观测精度。

1.4抗辐射性能临近空间环境中存在辐射颗粒的影响，光学载荷应具备一定的抗辐射能力。

抗辐射性能包括对电子、离子辐射的防护和物理改善措施，以减少对载荷的影响。

2.光学载荷设计关键技术为了实现临近空间光学载荷的设计关键指标，需要运用一系列关键技术。

以下是一些常见的光学载荷设计关键技术：2.1光学系统设计光学系统设计是光学载荷设计的核心技术之一。

它包括光学元件的选择、成像原理的确定、光路设计等方面。

通过综合考虑分辨率、视场角等指标，进行优化设计，可以获得满足要求的光学载荷。

2.2平台稳定控制技术为了保证临近空间光学载荷的平台稳定性，需要采用相应的平台稳定控制技术。

这些技术包括振动抑制、姿态控制、自适应光学等，通过传感器和控制系统的配合，实现载荷在临近空间的精确定位和跟踪。

空间高速目标检测与成像技术研究

研究的日益深入而逐步增多。空间目标探测泛指本星雷达载荷对其它空间飞行器或空间物体进行的探测；战术要求考虑，间目标主要针从空
成像识别技术应该是天基雷达必须具备的关键
技术。
２空间目标检测
积累。
成像的位置偏差与目标速度成正比。考虑噪声的存在，高分辨系统的数字域信号可以表示为：
５（）＝Ｐ，ｎ。ｎ）＋ｒ。（ｔｅ（）４
式中Ｐ，ｒ表示重心延迟为．的目标像；ｅ为ｔ（）ｒ，ｒ。ｔ噪声（随机量）下标代表成像帧周期序号。，假设相邻两帧的信号分别为ｓ（）Ｓ（）若选ｒ和，ｔ取５（）ｒ作为匹配滤波器参考信号，ｔ根据匹配滤
环境目标态势图，以保障任务航天器能够圆满完
成其使命。
与地面和机载雷达观测目标相比，间目标空
具有两个显著的特点，一是相对速度快，二是雷
达散射截面积小。航天器要实现快速规避或实施主动防护措施，要求天基雷达对目标的探测距离必须足够远，以保证足够的预警时间；时还同应当提供有关目标的更多信息，如轨道要素、姿
尚社韩涛
空间微波技术重点实验室，天科技集团五院五。四所陕西西安７００航１００
摘
要：随着太空研究的逐步深入，对空间目标的探测需求日益迫切。空间目标具有相对速度高、雷达散

融合视觉显著性和局部熵的红外弱小目标检测

ZHAO Peng-peng1，LI Shu-zhong1，LI Xun1，LUO Jun1，CHANG Kai2 * （1. Naval Research Institute, Beijing 100036, China；
2. Northern Institute of Electronic Equipment, Beijing 100036, China） * Corresponding author，E-mail: kerkai@
crease to 38.6% of that of LCM. 【Conclusion】The method can achieve accurate detection of infrared dim and small targets in a complicated environment, solving the high false alarm rate and poor real-time capability issues to some extent. Key words: visual saliency；infrared images；dim small target detection；local entropy
摘要：目的：针对红外图像中弱小目标检测虚警率高、实时性差的问题，提出了一种基于视觉显著性和局部熵的红外弱小
目标检测方法。方法：该方法将红外弱小目标的检测问题由粗到精分步实现，首先利用融合局部熵的方法提取包含目标
的感兴趣区域，对红外弱小目标实现粗定位。然后再利用改进的视觉显著性检测方法在感兴趣区域计算局部对比度，获
第 x 卷第 x 期 xxxx 年 x 月
文章编号 2095-1531（xxxx）x-0001-09
中国光学 Chinese Optics

空间目标探测与识别方法研究

空间目标探测与识别方法研究一、概述空间目标探测与识别作为航天领域的重要研究方向，旨在实现对地球轨道上各类空间目标的精确探测和有效识别。

随着航天技术的不断发展，空间目标数量日益增多，类型也日趋复杂，这给空间目标探测与识别带来了前所未有的挑战。

深入研究空间目标探测与识别方法，对于提升我国航天事业的国际竞争力、维护国家空间安全具有重要意义。

空间目标探测主要依赖于各类传感器和探测设备，如雷达、光电望远镜、红外传感器等。

这些设备能够捕获空间目标的信号或特征信息，为后续的目标识别提供数据支持。

由于空间环境的复杂性和目标特性的多样性，探测过程中往往伴随着大量的噪声和干扰，这要求我们必须采用先进的信号处理技术来提取有用的目标信息。

空间目标识别则是基于探测到的目标信息，利用模式识别、机器学习等方法对目标进行分类和识别。

识别的准确性直接影响到后续的空间态势感知、目标跟踪以及空间任务规划等工作的质量。

如何提高识别算法的准确性和鲁棒性，是当前空间目标识别领域的研究重点。

本文将对空间目标探测与识别方法进行深入研究，包括探测设备的选择与优化、信号处理技术的研究与应用、以及识别算法的设计与实现等方面。

通过对这些关键技术的探讨，旨在为提升我国空间目标探测与识别的能力提供理论支持和技术保障。

1. 空间目标探测与识别的背景与意义随着科技的飞速发展和人类对宇宙探索的深入，空间目标探测与识别技术逐渐成为当今科研领域的热点。

空间目标包括各类卫星、太空碎片、深空探测器以及潜在的太空威胁等，它们的存在与活动对人类的航天活动、地球安全以及宇宙资源的开发利用具有重要影响。

在空间目标探测与识别领域，通过高精度、高可靠性的技术手段对空间目标进行实时、准确的监测与识别，对于保障航天器的安全运行、预防太空碰撞、维护国家安全和促进航天事业的发展具有重要意义。

对于深空探测和宇宙资源的开发利用，空间目标探测与识别技术也提供了有力的技术支撑。

随着太空竞争的加剧，空间目标探测与识别技术也成为各国军事竞争的重要领域。

《2024年一种真假目标结合的相控阵雷达系统设计》范文

《一种真假目标结合的相控阵雷达系统设计》篇一一、引言随着现代战争的复杂性和多变性，雷达系统在军事和民用领域的应用越来越广泛。

相控阵雷达系统以其灵活的波束控制、高分辨率和高抗干扰能力，成为现代雷达系统的主流。

本文将重点介绍一种真假目标结合的相控阵雷达系统设计，旨在提高雷达系统的探测性能和抗干扰能力。

二、系统设计概述该相控阵雷达系统设计采用真假目标结合的技术，通过智能算法和相控阵技术的结合，实现对真实目标和虚假目标的联合探测与识别。

系统主要由发射模块、接收模块、信号处理模块、目标识别模块和控制模块等组成。

三、发射模块设计发射模块是相控阵雷达系统的核心组成部分之一，负责产生高功率、高稳定性的电磁波。

本设计中，发射模块采用相控阵技术，通过控制各天线单元的相位和幅度，实现波束的灵活控制。

同时，为了应对虚假目标的干扰，发射模块还采用随机调制技术，使真实信号与虚假信号在频谱上产生差异，提高抗干扰能力。

四、接收模块设计接收模块负责接收来自目标的回波信号，并将其转换为可处理的电信号。

本设计中，接收模块采用高灵敏度、低噪声的接收器件，以提高信噪比。

同时，为了实现对真实目标和虚假目标的区分，接收模块还采用信号特征提取技术，提取回波信号中的关键特征信息。

五、信号处理模块设计信号处理模块是相控阵雷达系统的关键部分，负责对接收到的回波信号进行处理和分析。

本设计中，信号处理模块采用数字信号处理技术，对回波信号进行滤波、放大、采样和数字化处理。

同时，通过采用智能算法和模式识别技术，实现对真实目标和虚假目标的识别与分类。

六、目标识别模块设计目标识别模块负责对处理后的信号进行进一步的分析和判断，以确定目标的类型和位置。

本设计中，目标识别模块采用基于机器学习的分类算法，通过训练大量真实和虚假目标的样本数据，实现对目标的准确识别。

同时，结合信号处理模块提取的回波信号特征信息，进一步提高识别精度。

七、控制模块设计控制模块是整个相控阵雷达系统的核心控制中心，负责协调各模块的工作。

基于FrFT空间目标探测与高精度频率估计

第９卷第６期
２ｌ年１０１２月
信息与电子工程
ＩＮＦ０ＲＭＡＴＩＯＮＡＮＤＥＬＥＣＴＲ０ＮＩＣＥＮＧＩＮＥＥＮＧＲＩ
ＶＯ９，．１．Ｎｏ６Ｄｅｃ．。０ｌ２ｌ
文章编号：１７－８２２１）６０４－５６２２９（０１０．７９０
（＝４Ｒ一ＲＲｏｙｔｆ √ －２Ｅｃｓ（））
式中：Ｒ为地球半径；Ｒ为目标到地心距离；ｒｔ为目标与地面站对地心夹角。（）
目标径向速度为：
：］
（）７
：
．
、
（）８
、＋２ｃｓ（／Ｒ一Ｒｏｙ）ｔ
（）：—
：
ｅｃｃ。一ｍ … ｃｅ
，：
＋（）１）） ’ ” （
（）４（）４
ＦＦｒＴ对ＬＭ信号在某个，）Ｆ ” 域具有最好的能量聚集特性。检测ＬＭ信号的基本思路就是以旋转角为变Ｆ量扫描，求观测信号的ＦＦ，从而形成信号能量在参数，）面上的二维分布，在此平面上按设定的阈值进行ｒＴ平峰值点的二维搜索，即可检测信号并估计其参数。
ｉｐｏｏｅｓｒｐｓｄ．Ｔｈｅｆｒａｃｏａｇｔｅｅｔｏａｄｆｅｕｎｙｓｉｔｎｓｎｌｚｄｅｐｒｏｍｎｅｆｔｒｅｄｔｃｉｎｎｑｅｃｅｔｍａｉｉａａｙｅ．Ｔｈｅｕｔｏｒｏｅｒｓｌｓｆ
收稿日期：２１－６０；修回Ｅ期：２ｌ．８１０１０．３ｔ０１０ —６基金项目：国家８３６计划资助项目（ｌＡ８８６１２０ＡＯＯＯ）０

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（ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｔｈｅＥｄｕｃａｔｉｏｎＭｉｎｉｓｔｒｙ，Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ＢｅｉｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１２４，Ｃｈｉｎａ）ｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ，Ｅｍａｉｌ：ｄｅｎｇｓｕ＠ｂｊｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎＣＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ａｓｐａｃｅｐｏｉｎｔｔａｒｇｅｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｂａｓｅｄｏｎｈｉｇｈｌｙｓｅｎｓｉｔｉｖｅＣＭＯＳ，ｎｏｉｓｅｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆＣＭＯＳｓｅｎｓｏｒｉｍａｇｅｉｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｏｆｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｅｎｓｏｒ．Ｆｉｒｓｔｌｙｓｅｎｓｏｒ；ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｂｙｕｓｉｎｇＤＳＰ＋ＦＰＧＡｅｍｂｅｄｄｅｄａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ａｐｏｉｎｔｔａｒｇｅｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄｏｎｓｔａｒｍａｐｍａｔｃｈｉｎｇｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｓｔｅｐｓｏｆｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓｔａｒｍａｐｓｉｍｕｌａｔｏｒｉｓｕｓｅｄｔｏｔｅｓｔｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｅｍｂｅｄｄｅｄｓｙｓｔｅｍｃａｎｐｒｏｃｅｓｓ１０２４ˑ １０２４＠２０ｐｆｏｒｍａｔｖｉｄｅｏｓｉｎｒｅａｌｔｉｍｅ，ａｎｄｔｈｅｓｉｘｔｈｍａｇｎｉｔｕｄｅｓｔａｒｓｃａｎｂｅｄｅｔｅｃ，ｔａｒｇｅｔｓｗｈｉｃｈｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｐｅｅｄｔｅｄ．ＷｈｅｎｔｈｅＳＮＲｉｓｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎ６ａｎｄｔｈｅｐｏｉｎｔｉｎｇｅｒｒｏｒｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ１ ʎ ，ｔｈｅｓｐａｃｅｐｏｉｎｔｔａｒｇｅｔｄｅｔｅｃａｎｄｓｉｚｅｃａｎｂｅｄｅｔｅｃｔｅｄｗｉｔｈａｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｃｃｕｒａｃｙｏｆｎｅａｒｌｙ１００％．Ｉｎｓｕｍｍａｒｙｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｈａｓｈｉｇｈｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｐｒｅｃｉｓｉｏｎ，ｓｔｒｏｎｇａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｈｉｇｈｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ，ａｎｄｃａｎｂｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙａｐｐｌｉｅｄｔｏｔｈｅｓｐａｃｅｐｏｉｎｔｔａｒｇｅｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＣＭＯＳｓｅｎｓｏｒ；ｐｏｉｎｔｔａｒｇｅｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎ；ｓｔａｒｍａｐｍａｔｃｈｉｎｇ；ｅｍｂｅｄｄｅｄｓｙｓｔｅｍ
高灵敏度空间点目标探测系统设计
刘㊀明，邓㊀军，冯献飞，钱峰松
（北京工业大学信息学部光电子技术省部共建教育部重点实验室，北京１００１２４）
摘要：本文面向空间点目标探测，设计了基于高灵敏度ＣＭＯＳ传感器的空间点目标探测系统。首先对ＣＭＯＳ传感器图像进行降噪，提高传感器的探测灵敏度；其次，采用ＤＳＰ＋ＦＰＧＡ嵌入式架构，设计了基于星图匹配信息构建的点目标探测算法，并详细介绍了算法原理和步骤。最后，采用电子星图模拟器对该探测系统进行测试。结果表明：该嵌入式系统具备１０２４ˑ １０２４＠２０ｐ格式视频的实时处理能力，可以探测６等星。当信噪比大于６，视轴指向误差小于１ ʎ 时，对于不同运动速度、不同尺寸点目标均能准确探测，识别正确率接近１００％。综合而言，该空间点目标探测方法的计算精度高、适应性强、可靠性高，能够应用于空间点目标的有效探测。关㊀键㊀词：ＣＭＯＳ传感器；点目标探测；星图匹配；嵌入式系统中图分类号：ＴＰ３９４．１；ＴＨ６９１．９㊀㊀文献标识码：Ａ㊀㊀ｄｏｉ：１０．３７８８／ＣＯ．２０１８１１０１．０１１５
㊀㊀㊀第１１卷㊀第１期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０１８年２月㊀
文章编号㊀２０９５１５３１（２０１８）０１０１１５０８

㊀㊀㊀中国光学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀ＣｈｉｎｅｓｅＯｐｔｉｃｓ
Ｖｏｌ．１１㊀Ｎｏ．１㊀Ｆｅｂ．２０１８
Ｄｅｓｉｇｎｏｆｈｉｇｈｌｙｓｅｎｓｉｔｉｖｅｓｐａｃｅｐｏｉｎｔｔａｒｇｅｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ
ＬＩＵＭｉｎｇ，ＤＥＮＧＪｕｎ，ＦＥＮＧＸｉａｎｆｅｉ，ＱＩＡＮＦｅｎｇｓｏｎｇ