激光/地磁复合探测系统设计及信息复合算法研究

论文摘要

激光/地磁复合探测通过检测金属目标周边地磁场磁异变化信息辨别其铁磁特性,可在充分发挥激光引信高精度的优势基础上,大幅提高其抗干扰能力,军事意义重大。论文主要围绕脉冲激光周视探测与三轴地磁探测相复合的铁磁性目标探测系统及其信息复合算法设计展开研究。针对激光/地磁双模复合探测技术的需求,开展了复合探测方法研究,进行了激光/地磁复合探测系统总体设计,确定了复合探测系统的总体框架与工作流程。分别开展了脉冲激光周视测距探测方案设计与铁磁性目标地磁探测方案设计,建立了激光周视探测回波功率模型与目标磁场变化频率计算模型,进行了目标磁异信号分析及特征识别信息提取,提出了激光测距与地磁探测抗干扰设计方法。探讨了复合探测电路系统中噪声的来源,根据理论分析及实践经验提出了本系统电路设计、制板以及元器件选型的抗噪声干扰方法。对复合探测电路系统核心的周视激光实时测距电路和三轴磁异信号检测处理电路进行了详细设计,针对电路系统的关键参数设定进行了计算分析。基于多传感器信息复合原理,从硬判决和软判决两方面对激光/地磁复合探测信息复合算法展开研究。根据应用背景,对经典D-S证据理论软判决信息复合算法进行了改进,并基于改进的D-S证据理论算法进行了激光/地磁复合探测实例分析。根据提取的目标激光/地磁信号特征,分别设计了激光探测单元与地磁探测单元局部判决准则。针对本文探测背景下弹目交会特点,设计了一种基于激光与地磁局部判决准则的复合探测全局硬判决信息复合算法。对比分析软判决与硬判决信息复合方法的优缺点,确定了本文复合探测系统采用硬判决的信息复合方式。开展了激光/地磁子探测模块性能测试实验,实验结果表明激光周视测距模块能够满足探测距离指标要求,其测距精度在±0.2m,三轴地磁探测模块对于磁场扰动信号大于110nT的铁磁性目标的最大探测距离≥5m。进行了复合探测系统样机外场滑索实验,实验结果表明所设计的复合探测系统及其信息复合算法能够在复杂环境下实现铁磁性目标的有效识别、精确测距并具备抗干扰能力。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王德利

导师: 张合

关键词: 激光周视探测,三轴地磁探测,复合探测,信息复合算法,铁磁性目标

来源: 南京理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑,信息科技

专业: 物理学,武器工业与军事技术,无线电电子学

单位: 南京理工大学

分类号: TJ5;TN249

DOI: 10.27241/d.cnki.gnjgu.2019.000890

总页数: 89

文件大小: 3205K

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