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基于5G信号的分布式被动雷达目标定位方法

信号处理 2024年第9期40卷 1621-1632页

作者：何漆龙黄川邱星晔李中余武俊杰杨建宇电子科技大学信息与通信工程学院清华大学电子工程系

随着第五代（5th Generation, 5G）无线通信技术的快速发展，基于5G信号的被动雷达技术在目标监测方面具有很大的应用潜力。特别是在分布式体制下，被动雷达系统能够有效整合多个站点信息，完成复杂的目标探测任务，为目标定位技术带来... 详细信息

随着第五代（5th Generation, 5G）无线通信技术的快速发展，基于5G信号的被动雷达技术在目标监测方面具有很大的应用潜力。特别是在分布式体制下，被动雷达系统能够有效整合多个站点信息，完成复杂的目标探测任务，为目标定位技术带来新的思路和方法。然而，在5G基站分布式场景下，基站大多部署在复杂环境中，导致目标定位过程中测量误差增大，从而限制了目标定位的精度。本文针对这一问题，结合5G独特的定位参考信号（PositioningReferenceSignal,PRS），提出了一种迭代三步加权最小二乘（Iterative Three-step WeightedLeast Squares, I3WLS）算法，用于实现分布式被动雷达目标精准定位。首先建立了基于5G信号的目标回波模型，通过回波时延信息构建了到达距离差（Range Difference of Arrival, RDOA）方程，然后利用加权最小二乘算法对目标位置初始估计值进行参数更新和迭代优化，最后通过线性变换距离约束方程保留目标位置的一次项，从而得到了目标的精确估计值。仿真结果表明，与现有方法相比，所提算法具有更好的定位精度和更强的鲁棒性，在被动雷达目标定位领域具有广阔的应用前景。

关键词：被动雷达 5G信号目标定位分布式到达距离差

SAR射频干扰区域⁃强度特征提取与联合评估网络

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雷达科学与技术 2024年第4期22卷 391-399,426页

作者：张驰安洪阳娄明悦李中余武俊杰杨建宇电子科技大学四川成都611731

由于射频信号的广泛存在,合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)在成像的过程中容易受到各类射频干扰(Radio Frequency Interference,RFI)的影响,这会导致获得的SAR图像质量下降,从而对后续的信息提取和目标识别等过程产生很大的... 详细信息

由于射频信号的广泛存在,合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)在成像的过程中容易受到各类射频干扰(Radio Frequency Interference,RFI)的影响,这会导致获得的SAR图像质量下降,从而对后续的信息提取和目标识别等过程产生很大的影响。因此,衡量SAR图像受射频干扰的影响程度就尤为重要。然而,现有评估方法的鲁棒性通常较低,并且在评估时未考虑SAR图像受RFI影响的区域大小,因此本文提出了干扰区域⁃强度特征提取与联合评估网络。所提出的网络包含两个模块,干扰强度特征提取模块用于提取输入SAR图像中的干扰强度信息,干扰区域特征提取模块则侧重于干扰区域大小与边界信息的获取。由于SAR图像的尺寸一般比较大,因此本文在干扰强度特征提取模块中采用了多级残差和多层特征融合结构,用于加强模型的特征提取和复用能力;同时在干扰区域特征提取模块中侧重于保留最关键的区域边界特征。此外,本文还建立了SAR受RFI影响的图片数据集用于评估所提出网络的效果。对比实验的结果表明,本文所提出的网络评估结果优于其他现有方法,能够衡量SAR图像受RFI的影响程度,同时具有较高的准确性。

关键词：合成孔径雷达射频干扰干扰影响程度评估区域特征提取强度特征提取卷积神经网络

分布式无人机载InSAR混合多基线相位解缠与高程反演技术

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信号处理 2024年第9期40卷 1685-1695页

作者：明星辰王朝栋毛馨玉李中余武俊杰杨建宇电子科技大学信息与通信工程学院

干涉合成孔径雷达技术（Interferometric Synthetic Aperture Radar, InSAR）作为地形测高的主要途径之一，可以获取地面场景的数字高程模型（Digital Elevation Model, DEM），实现复杂地貌的立体感知。分布式InSAR系统可以灵活改变构... 详细信息

干涉合成孔径雷达技术（Interferometric Synthetic Aperture Radar, InSAR）作为地形测高的主要途径之一，可以获取地面场景的数字高程模型（Digital Elevation Model, DEM），实现复杂地貌的立体感知。分布式InSAR系统可以灵活改变构型，具备柔性基线的特性，突破单站多通道InSAR的基线限制，有利于提高高程反演的精度，满足不同地形的需求，在复杂地理测绘、资源勘测、侦察预警等方面具有重要应用前景。现存的分布式InSAR系统以星载编队为主，构型有较大的限制，针对机载系统的研究尚少且都以双站单基线为主，对复杂陡峭地形的反演精度较低，甚至无法适用。针对现有系统的缺陷，本文提出了基于混合基线的分布式多基线无人机载InSAR高程反演系统，并改进InSAR技术以适配提出的新型体制。本文首先介绍了分布式混合基线无人机载InSAR系统的几何构型，并推导了本系统高程反演的原理；然后对比现有系统，阐述了适配分布式系统构型的相位解缠的技术优势并推导其实现方法，从理论上论证了本文提出的灵活构型的干涉系统对于复杂陡峭场景的适用性；最后通过对仿真地形、真实山地地形的仿真实验，实现了分布式混合基线无人机载InSAR系统对地物目标场景的高程反演，验证了本系统技术的可行性；并通过与现有系统的对比分析，凸显了本系统在复杂地形高程信息反演方面的优越性。

关键词：干涉合成孔径雷达分布式雷达系统机载合成孔径雷达高程反演相位解缠

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微波光子SAR最优子带融合的全分辨伪彩图生成方法

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雷达学报（中英文） 2024年第2期13卷 485-499页

作者：海宇刘玲李中余蒲巍王晓婷武俊杰李王哲李若明黄钰林杨建宇电子科技大学信息与通信工程学院成都611731 中国科学院空天信息创新研究院北京100094 中国科学院空天信息创新研究院微波成像技术重点实验室北京100190

微波光子(MWP)雷达是一种通过光子器件对传统微波雷达硬件架构进行改进的新型雷达系统。借助光子器件卓越的物理特性,MWP雷达能够发射超宽带、高线性度的高质量线性调频信号,从而实现对目标的超高分辨率探测与成像。在目标成像与探测过... 详细信息

微波光子(MWP)雷达是一种通过光子器件对传统微波雷达硬件架构进行改进的新型雷达系统。借助光子器件卓越的物理特性,MWP雷达能够发射超宽带、高线性度的高质量线性调频信号,从而实现对目标的超高分辨率探测与成像。在目标成像与探测过程中,不同结构和特性的目标区域对不同频率信号的响应存在差异。因此,微波光子雷达具备通过散射差异生成伪彩图像的潜力,从而进一步提升微波光子合成孔径雷达(MWP-SAR)的信息获取能力。传统的遥感技术生成的伪彩图像分辨率较低,无法达到厘米级的分辨。因此,该文提出了一种在保证MWP-SAR高分辨率的前提下合成伪彩图像的方法。该算法首先建立了最优子带回波搜索模型,随后采用最优子带搜索算法对超宽带回波进行处理,以获取散射特性相差最大的子带回波通道。再对多子带差异图像进行色彩合成,通过这一处理步骤,能够生成对目标散射特性最佳描述的伪彩图像。同时,为了确保MWP-SAR的分辨率不受到损失,建立了一个融合模型,将全分辨率的SAR图像与多子带图像相融合,以维持伪彩图像的高分辨率。最终,通过实测的机载MWP-SAR数据成功地合成了全分辨率的伪彩色图像,从而验证了该算法的有效性。该算法可以使得MWP-SAR在成像时获取更多的目标信息,为成像雷达微波视觉的实现提供辅助。

关键词：微波光子(MWP) 合成孔径雷达(SAR) 伪彩色图像目标散射特性最优子带

分布式无人机载SAR目标到达时差自定位方法

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信号处理 2024年第9期40卷 1587-1596页

作者：杨佳鑫毛馨玉王朝栋李中余武俊杰杨建宇电子科技大学信息与通信工程学院

分布式无人机载合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar, SAR）在实现对地海高价值目标成像感知时，具备抗干扰能力强、灵活性高、多角度观测等优势。然而，受分置各平台不同源引起的时频误差、气流扰动造成的平台站址误差等影响，分... 详细信息

分布式无人机载合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar, SAR）在实现对地海高价值目标成像感知时，具备抗干扰能力强、灵活性高、多角度观测等优势。然而，受分置各平台不同源引起的时频误差、气流扰动造成的平台站址误差等影响，分布式无人机载SAR对目标的定位精度下降。本文针对上述问题，提出了一种基于到达时间差（Time Difference of Arrival, TDOA）的分布式无人机SAR目标自定位方法。首先，通过对每个接收平台无人机接收的回波信号进行成像处理获得同一场景、不同观测方向的多帧图像，并粗略估计出目标的空间位置；其次，在考虑时频同步误差和无人机站址误差情况下，用粗略目标位置结合回波信号中的距离信息与无人机站址构建出TDOA定位方程组；随后，通过泰勒算法求解定位方程组，通过该超定定位方程组中的冗余方程对解算精度进行约束，经过解算可获得更精确的目标位置；最后，推导了在时频同步误差和无人机站址误差存在条件下的克拉美罗下界（Cramer-Rao lower bound, CRLB），对定位效果进行了评估。所提出的目标自定位方法仅利用了回波信号的距离信息，避免了回波信号的多普勒质心估计不准对定位精确的影响。仿真实验结果表明，该定位方法可在时频同步误差和无人机站址误差存在条件下实现对目标的精确定位。

关键词：分布式合成孔径雷达无人机目标定位到达时间差

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青海血蜱Haemalin基因的克隆、生物信息学及转录水平分析

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中国预防兽医学报 2024年第7期46卷 700-708页

作者：何永彩李增魁陈炳华张连生李中余何顺福陈继勇耿鹏程胡晓宇蒋硕陈强徐璐瑶康明李英青海大学农牧学院青海西宁810016 海东市乐都区芦花乡畜牧兽医站青海海东810799 海东市乐都区李家乡畜牧兽医站青海海东810799 青海省循化撒拉族自治县畜牧兽医站青海海东811100 西宁野生动物园青海西宁810001 玉树州动物疫病预防控制中心青海玉树815099 果洛州动物疫病预防控制中心青海果洛814000 青海省动物疾病病原诊断与绿色防控技术研究重点实验室青海西宁810016 青海大学农业农村部高原冷水鱼养殖与生态环境保护重点实验室(部省共建) 青海西宁810016

为构建青海血蜱Haemalin基因的cDNA全长序列,并分析该基因的生物信息学特征及其在青海血蜱不同发育阶段和雌蜱不同组织中的转录水平,本研究基于青海血蜱唾液腺转录组文库中检索到的一个功能注释为Haemalin的基因片段,采用cDNA末端快速... 详细信息

为构建青海血蜱Haemalin基因的cDNA全长序列,并分析该基因的生物信息学特征及其在青海血蜱不同发育阶段和雌蜱不同组织中的转录水平,本研究基于青海血蜱唾液腺转录组文库中检索到的一个功能注释为Haemalin的基因片段,采用cDNA末端快速扩增技术(RACE)引物设计软件设计Haemalin基因3'RACE和5'RACE特异性引物,分别经RACE扩增青海血蜱Haemalin基因的3'端和5'端序列,测序后与其中间序列拼接获得该基因的cDNA全长序列。利用生物信息学软件分析该基因编码蛋白的信号肽、理化性质、跨膜结构域、结构域、蛋白质三级结构、B细胞抗原表位以及氨基酸序列比对,采用NCBI中的BLAST及MEGA 7.0软件分别分析Haemalin基因编码氨基酸序列的相似性及构建其系统进化树,采用qPCR检测Haemalin基因在不同发育阶段青海血蜱和雌蜱不同组织中的转录水平。结果显示,青海血蜱Haemalin基因cDNA全长583 bp,开放阅读框(ORF)423 bp,该基因编码蛋白的信号肽为N端的15个氨基酸,理论等电点4.71,属于亲水性蛋白,无跨膜结构域。该基因编码蛋白的三级结构分析结果显示,其存在两个典型的Kunitz/牛胰蛋白酶抑制剂(Kunitz/BPTI)结构域,两个结构域之间由单链连接,共包括3个α螺旋,2对反向平行的β折叠;在aa35~aa45、aa54~aa60、aa75~aa80、aa91~aa93、aa125~aa131等处可能存在潜在的B细胞抗原表位。相似性与进化树结果显示,青海血蜱Haemalin氨基酸序列与褐黄血蜱凝血酶抑制剂Haemalin氨基酸序列的相似最高达92%,并在进化树中二者处于同一进化分支。表明,青海血蜱Haemalin可能也为一种凝血酶抑制剂。qPCR结果显示,Haemalin基因在不同发育阶段青海血蜱中的转录水平为:卵>半饱血蜱>若蜱>饱血蜱>幼蜱>吸血96 h的雌成蜱>游离雌成蜱,且其在青海血蜱雌蜱中肠中的转录水平极显著高于其他组织(P<0.0001)。表明,Haemalin基因在青海血蜱成蜱吸血阶段及其在该蜱的血液消化中均发挥重要作用。本研究为进一步研究Haemalin基因的生物学功能及其在青海血蜱防控中的作用奠定基础。

关键词：青海血蜱 Haemalin基因克隆生物信息学转录水平

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对新课标下高中数学教学的思考

成才之路 2010年第16期 24-25页

作者：李中余卢龙县教育局

新课标下的数学课程应以学生为中心,以重视和培养人为目的。本文从现代社会需要的人才：有新观念,能够不断从事技术创新,善于经营和开拓市场,有团队精神等四个方面的培养,对新课标下的高中数学教学进行思考。

关键词：新课标数学教学思考

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稀疏轨迹毫米波雷达三维高分辨成像算法

雷达学报（中英文） 2023年第5期12卷 1000-1013页

作者：马宇欣海宇李中余黄鹏王朝栋武俊杰杨建宇电子科技大学信息与通信工程学院成都611731

近年来,由于毫米波雷达具有穿透能力强、体积小巧、探测精度高等特性,因此被广泛应用于安全检测、零件无损探测和医学诊断等领域。然而,由于硬件发射带宽的限制,如何实现超高二维分辨率成为毫米波雷达应用中的挑战之一。采用雷达平台扫... 详细信息

近年来,由于毫米波雷达具有穿透能力强、体积小巧、探测精度高等特性,因此被广泛应用于安全检测、零件无损探测和医学诊断等领域。然而,由于硬件发射带宽的限制,如何实现超高二维分辨率成为毫米波雷达应用中的挑战之一。采用雷达平台扫描形成二维孔径的方式可以实现高度向和方位向的二维高分辨。然而,在扫描过程中,毫米波雷达在高度维会产生稀疏的轨迹,使得高度向回波采样稀疏,进而降低成像质量。为了解决这一问题,该文提出了一种基于Hankel变换矩阵填充的毫米波雷达高分辨三维成像算法。该方法采用了矩阵填充算法对稀疏采样回波进行了恢复,保证了毫米波雷达在扫描平面的成像精度。该文首先分析了毫米波雷达高度-距离切面的低秩先验特性,为了解决稀疏轨迹采样时,数据整行整列缺失的问题,对回波数据矩阵采用Hankel变换进行重新构造,使得待恢复数据矩阵满足矩阵填充算法应用条件。然后,提出了一种融合低秩与稀疏先验的基于截断的Schatten-p范数的矩阵填充算法,对采样数据矩阵进行恢复,以保证稀疏轨迹毫米波雷达的三维分辨率。最后,通过仿真和多组实测数据,证明了采用该文方法可以在仅使用20%~30%的高度向回波时仍实现目标高分辨三维成像。

关键词：毫米波雷达高稀疏度三维成像矩阵填充低秩稀疏先验

临近空间慢速平台SAR地面动目标检测与成像

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电子科技大学学报 2014年第6期43卷 838-844页

作者：杨海光易青颖李中余武俊杰黄钰林杨建宇电子科技大学电子工程学院成都611731

临近空间慢速平台SAR具有生存能力强、持续工作时间长、机动性能好等特点。该文提出了一种临近空间慢速平台SAR地面动目标检测与成像方法。由于平台运动速度较慢,地面静止杂波多普勒展宽较窄,有利于将地面杂波与动目标回波进行分离。首... 详细信息

临近空间慢速平台SAR具有生存能力强、持续工作时间长、机动性能好等特点。该文提出了一种临近空间慢速平台SAR地面动目标检测与成像方法。由于平台运动速度较慢,地面静止杂波多普勒展宽较窄,有利于将地面杂波与动目标回波进行分离。首先利用多普勒滤波器实现地面动目标回波与静止杂波的分离,提取出动目标回波;然后将一阶Keystone变换与变分辨多普勒调频率估计方法相结合,在动目标速度未知的情况下完成距离走动校正和距离弯曲校正,解决了动目标回波距离徙动校正难的问题。利用估计出的多普勒调频率设计出方位压缩函数进行方位聚焦,从而完成动目标的检测与成像。该方法不仅适用于地面慢速运动目标,同时也适用于快速运动目标。计算机仿真验证了该方法的有效性。

关键词：多普勒滤波多普勒调频率估计 Keystone变换临近空间慢速平台SAR地面动目标成像