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旅客人身时频调和型毫米波三维重建

红外与毫米波学报 2023年第3期42卷 327-338页

作者：杨磊陈英杰王腾腾宋昊方澄中国民航大学天津市智能信号与图像处理重点实验室天津300300

在毫米波人身安检成像中,二维平面承载的有限信息量使得安检系统对隐匿危暴/爆品的检出概率不高,亟待获取人体三维全聚焦重建结果,且以往仅时域或频域三维重建算法均难以实现精度与效率的平衡。为此,基于“维度分解-算法调和”策略提出... 详细信息

在毫米波人身安检成像中,二维平面承载的有限信息量使得安检系统对隐匿危暴/爆品的检出概率不高,亟待获取人体三维全聚焦重建结果,且以往仅时域或频域三维重建算法均难以实现精度与效率的平衡。为此,基于“维度分解-算法调和”策略提出时频调和型三维重建算法(Time-Frequency Coordination 3D Reconstruction,TFC-3DR)。该算法融合频域算法的效率与时域算法的精度优势,利用距离徙动频域成像算法(Range Migration Algorithm,RMA)的方位平移不变性,在距离-高度截面统一地校正距离徙动,以保证运算效率,而后将时域后向投影(Back Projection,BP)算法应用于距离-角度维截面,通过将脉冲压缩数据与成像空间分辨单元逐点相干积累,以保证成像精度,由此加快运算效率的同时又保证重建精度。由于BP算法的引入,阵列天线角度维扫描轨迹灵活可变,有效降低了人体侧面盲区面积,避免漏检、误检。仿真和实测人体毫米波数据实验,验证了算法的有效性与实用性,同时分析重建效果与运算复杂度,验证了该文所提算法相比三维BP重建算法的优越性。

关键词：毫米波成像三维重建距离徙动算法后向投影算法

一种用于声学成像的稳健宽带恒定束宽波束形成方法

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西安电子科技大学学报 2007年第1期34卷 154-158页

作者：王娟冯青吴仁彪苏志刚中国民航大学智能信号处理与图像处理天津市重点实验室天津300300

基于聚焦变换思想的波束形成是一种有效的恒定束宽波束形成方法.然而,当信号的方向信息存在误差时,聚焦变换波束形成方法的稳健性会急剧下降,为了克服这种缺点,将稳健Capon波束形成(RCB)思想用于聚焦变换方法中,提出一种稳健宽带恒定束... 详细信息

基于聚焦变换思想的波束形成是一种有效的恒定束宽波束形成方法.然而,当信号的方向信息存在误差时,聚焦变换波束形成方法的稳健性会急剧下降,为了克服这种缺点,将稳健Capon波束形成(RCB)思想用于聚焦变换方法中,提出一种稳健宽带恒定束宽波束形成方法并将其应用于声学成像.该方法通过RCB校正信号方向信息得到较为准确的聚焦矩阵,从而减少聚焦数据误差,避免估计畸变,提高了基于聚焦变换思想恒定束宽波束形成器的性能.

关键词：恒定柬宽声学成像聚焦变换波束形成稳健Capon波束形成旋转信号子空间法

频率选择性衰落信道DS-CDMA无人机中继通信系统航迹规划

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航空学报 2019年第7期40卷 144-153页

作者：刘海涛顾新宇方晓钰李冬霞中国民航大学天津市智能信号与图像处理重点实验室

无人机中继通信是实现远距离无线通信的一种重要技术手段,无人机的飞行航迹对无人机中继通信系统的链路传输可靠性存在显著的影响,在频率选择性衰落信道环境下研究了基于直序列码分多址(DS-CDMA)的无人机中继通信系统的航迹优化的问题... 详细信息

无人机中继通信是实现远距离无线通信的一种重要技术手段,无人机的飞行航迹对无人机中继通信系统的链路传输可靠性存在显著的影响,在频率选择性衰落信道环境下研究了基于直序列码分多址(DS-CDMA)的无人机中继通信系统的航迹优化的问题。首先,给出了基于DS-CDMA的译码转发无人机中继通信系统的模型,并理论分析给出无人机中继通信系统的链路中断概率及平均误码率计算公式,以此为基础,基于链路中断概率最小化准则提出了中继无人机的航迹规划方法,最后通过仿真验证了所提出方法的正确性与有效性。研究表明:最大比值合并DS-CDMA无人机中继通信系统可充分获取频率选择性衰落信道提供的分集增益,显著改善链路传输的可靠性。

关键词：无人机中继通信系统直序列码分多址(DS-CDMA) 频率选择性衰落航迹规划

载机偏航下基于广义相邻多波束自适应处理的低空风切变风速估计

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电子与信息学报 2019年第7期41卷 1728-1734页

作者：李海李怡静吴仁彪中国民航大学天津市智能信号与图像处理重点实验室

该文提出一种载机偏航下基于广义相邻多波束(GMB)自适应处理的低空风切变风速估计的方法,该方法首先利用基于回波数据的杂波距离依赖性补偿方法对杂波进行距离依赖性矫正,估计出杂波协方差矩阵。然后同时组合空域的相邻多个波束与时域... 详细信息

该文提出一种载机偏航下基于广义相邻多波束(GMB)自适应处理的低空风切变风速估计的方法,该方法首先利用基于回波数据的杂波距离依赖性补偿方法对杂波进行距离依赖性矫正,估计出杂波协方差矩阵。然后同时组合空域的相邻多个波束与时域的相邻多个多普勒通道来计算降维变换矩阵,并对待测距离单元内的雷达回波数据进行降维处理,进而构造GMB自适应处理器的最优自适应权矢量对降维后的回波数据实现自适应滤波。最后完成载机偏航下风场速度的准确估计。仿真结果验证了该方法能够在载机偏航情况下,获得风场速度的有效估计。

关键词：机载气象雷达载机偏航低空风切变广义相邻多波束风速估计

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稳健高效通用SAR图像稀疏特征增强算法

电子与信息学报 2019年第12期41卷 2826-2835页

作者：杨磊李埔丞李慧娟方澄中国民航大学天津市智能信号与图像处理重点实验室

针对合成孔径雷达(SAR)成像中的稀疏特征增强问题,传统方法难以在精度与效率之间实现有效的平衡。该文提出基于复数交替方向多乘子方法(C-ADMM),针对SAR稀疏特征增强建立增广的拉格朗日优化方程,并引入复数范数邻近算子,基于高斯-赛德... 详细信息

针对合成孔径雷达(SAR)成像中的稀疏特征增强问题,传统方法难以在精度与效率之间实现有效的平衡。该文提出基于复数交替方向多乘子方法(C-ADMM),针对SAR稀疏特征增强建立增广的拉格朗日优化方程,并引入复数范数邻近算子,基于高斯-赛德尔思想进行对偶迭代运算,从而在复数回波数据域内对多种SAR模式的实测数据进行成像。实验部分首先通过仿真数据的相变图(PTD)验证C-ADMM算法对于复数数据的稀疏恢复性能,然后选取地面静止场景和地面运动目标的原始SAR图像和逆SAR图像实测数据,与凸优化(CVX)方法和贝叶斯压缩感知(BCS)方法进行对比试验,最后验证了该文所提算法在稀疏特征增强应用中的稳健性、高效性和通用性。

关键词：合成孔径雷达稀疏特征增强复数交替方向多乘子方法增广拉格朗日优化方程

基于虚拟散列安全访问路径VHSAP的云计算路由平台防御DDoS攻击方法

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通信学报 2015年第1期36卷 30-37页

作者：吴志军崔奕岳猛中国民航大学天津市智能信号处理重点实验室天津300300

防御分布式拒绝服务DDoS(distributed denial of service)攻击是云计算平台安全保护中的一个关键问题。在研究大规模网络防御DDo S攻击的安全覆盖服务SOS(security overlay service)方法的基础上,揭示了SOS在节点被攻击时退出机制存在... 详细信息

防御分布式拒绝服务DDoS(distributed denial of service)攻击是云计算平台安全保护中的一个关键问题。在研究大规模网络防御DDo S攻击的安全覆盖服务SOS(security overlay service)方法的基础上,揭示了SOS在节点被攻击时退出机制存在的安全漏洞,根据云计算路由策略改进了一致性散列算法Chord,提出了适用于云计算路由平台3层架构的虚拟散列安全访问路径VHSAP(virtualization hash security access path),在安全访问路径中引入了心跳机制,利用虚拟机技术实现弹性的虚拟节点,完成在云平台中被攻击节点之间的无缝切换,保证用户对云计算平台的安全访问。针对VHSAP防御DDo S的性能进行了仿真实验,重点研究了在散列安全访问路径HSAP中被攻击节点数和切换时延等参数,并将实验结果与SOS方法进行了比较。实验结果表明在DDo S攻击下,VHSAP具有较高的数据通过率,可以提高云计算平台的安全性。

关键词：云计算路由平台 DDoS 一致性散列虚拟化无缝切换

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基于PCA和相位差校正法的风切变预警算法

系统工程与电子技术 2020年第1期42卷 52-60页

作者：马愈昭陈楠熊兴隆中国民航大学天津市智能信号与图像处理重点实验室

为了提高相干激光雷达风切变预警算法的预警率,提出一种基于主成分分析(principal component analysis,PCA)和相位差校正法的风切变预警算法。首先,利用PCA对雷达回波信号进行低阶主成分向量提取以实现信号重构,提高信噪比。其次,采用... 详细信息

为了提高相干激光雷达风切变预警算法的预警率,提出一种基于主成分分析(principal component analysis,PCA)和相位差校正法的风切变预警算法。首先,利用PCA对雷达回波信号进行低阶主成分向量提取以实现信号重构,提高信噪比。其次,采用基于快速傅里叶变换的相位差校正法对回波信号峰值频率进行校正,降低回波信号能量泄露。然后,分别利用旋转电机实验数据和小型飞机实验数据对所提算法进行性能评估。结果表明,采用所提算法估计相干激光雷达回波信号峰值频率的平均绝对误差为0.26 MHz,对实际低空风切变的预警率为92.31%。所提算法可以有效降低相干激光雷达回波信号频率估计误差,实现低空风切变预警。

关键词：相干激光雷达风切变预警主成分分析相位差校正法

共信道干扰环境下星基ADS-B系统监视性能

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航空学报 2019年第12期40卷 215-228页

作者：刘海涛李少洋秦定本李冬霞中国民航大学天津市智能信号与图像处理重点实验室

星基广播式自动相关监视系统(星基ADS-B)是实现广域范围内航空器监视的主要技术手段。为揭示星基ADS-B系统共信道干扰对系统监视性能的影响,提出了星基ADS-B系统监视容量的计算方法。首先给出了星基ADS-B系统模型,随后理论分析给出消息... 详细信息

星基广播式自动相关监视系统(星基ADS-B)是实现广域范围内航空器监视的主要技术手段。为揭示星基ADS-B系统共信道干扰对系统监视性能的影响,提出了星基ADS-B系统监视容量的计算方法。首先给出了星基ADS-B系统模型,随后理论分析给出消息正确接收概率、位置消息更新间隔及位置报告更新间隔的计算公式,以此为基础给出了星基ADS-B系统监视容量的计算公式,最后基于SNS软件构建了星基ADS-B仿真系统,仿真验证了理论结果的正确性。研究表明:星基ADS-B系统的监视容量由ADS-B应用子系统所要求的航空器位置报告更新间隔、航空器-卫星链路的误码率、星-地面站链路的误码率及卫星数目联合确定。

关键词：星基ADS-B系统共信道干扰位置消息更新间隔位置报告更新间隔监视容量

基于深度SE-DenseNet的航班延误预测模型

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电子与信息学报 2019年第6期41卷 1510-1517页

作者：吴仁彪赵婷屈景怡中国民航大学天津市智能信号与图像处理重点实验室

针对目前民航运输业对航班延误高精度预测的需求,该文提出一种基于深度SE-DenseNet的航班延误预测模型。该模型首先将航班信息、相关机场延误信息和天气信息进行数据融合;其次,利用改进后的SEDenseNet算法对融合后的航班数据集进行自动... 详细信息

针对目前民航运输业对航班延误高精度预测的需求,该文提出一种基于深度SE-DenseNet的航班延误预测模型。该模型首先将航班信息、相关机场延误信息和天气信息进行数据融合;其次,利用改进后的SEDenseNet算法对融合后的航班数据集进行自动特征提取;最后,构建Softmax分类器进行航班离港延误等级的预测。该文提出的SE-DenseNet结构融合了DenseNet和SENet二者的优势,既能加强深层信息的传递,避免梯度消失,又可以实现特征提取过程中的特征重标定。实验结果表明,数据融合后,预测准确率较只考虑航班属性提高约1.8%;算法改进后可以有效提升网络性能,模型最终准确率达93.19%。

关键词：航班延误预测 SE-DenseNet 数据融合特征重标定