逆合成孔径雷达三维成像方法综述

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作者 黎吉顺 张雅声 +2 位作者 尹灿斌 徐灿 罗迪 《现代雷达》 北大核心 2025年第8期10-26,共17页

逆合成孔径雷达(ISAR)作为一种主动微波成像技术,具备全天时、全天候对非合作目标进行高分辨率成像的能力,在民用和军事领域均具有广泛应用。相较于传统的二维成像,ISAR三维成像可以有效克服高度向信息缺失、几何形变等难题,有利于目标... 逆合成孔径雷达(ISAR)作为一种主动微波成像技术,具备全天时、全天候对非合作目标进行高分辨率成像的能力,在民用和军事领域均具有广泛应用。相较于传统的二维成像,ISAR三维成像可以有效克服高度向信息缺失、几何形变等难题,有利于目标的探测与识别。因此,ISAR三维成像技术在目标识别、太空资产维护等领域发挥重要作用,并逐渐成为ISAR成像领域的研究热点。文中系统地梳理了不同体制ISAR三维成像方法的基本原理、优势与局限性。首先,介绍了不同体制三维成像方法的原理;然后,在此基础上,对各类ISAR三维成像方法的研究现状进行了归纳总结,并分析了各类方法的特点和存在的问题;最后,结合当前研究现状和技术发展趋势,从成像算法、成像后处理与数据融合等方面对ISAR三维成像发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 逆合成孔径雷达 三维成像 成像投影 干涉雷达成像 阵列雷达成像

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空间目标部件标记ISAR成像仿真方法

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作者 黎吉顺 张雅声 +2 位作者 尹灿斌 徐灿 王彪 《现代雷达》 北大核心 2025年第7期46-55,共10页

为满足空间目标逆合成孔径雷达(ISAR)图像解译对部件标记ISAR图像的需求,提出了一种空间目标部件标记ISAR成像仿真方法。首先,基于Delaunay算法对目标面元进行三角剖分;然后,利用简化常规摄动轨道预报模型获取空间目标的轨道运动参数,... 为满足空间目标逆合成孔径雷达(ISAR)图像解译对部件标记ISAR图像的需求,提出了一种空间目标部件标记ISAR成像仿真方法。首先,基于Delaunay算法对目标面元进行三角剖分;然后,利用简化常规摄动轨道预报模型获取空间目标的轨道运动参数,结合雷达观测几何计算可见弧段;接着,计算空间目标可见部分面元的雷达散射截面积(RCS),仿真目标回波并进行部件标记;最后,利用天宫一号(TG-1)的三维模型和轨道数据开展了部件标记仿真实验。仿真结果表明,该方法对空间目标轨道运动的预报精度较高,生成的部件标记ISAR图像能准确反映目标部件分布。该方法能自动化的生成部件标记ISAR图像,避免了人工标记效率低下和标记误差大的问题,能为基于部件标记的ISAR图像解译提供准确数据支撑,对空间目标识别与结构分析具有重要工程应用价值。 展开更多

关键词 空间目标 ISAR成像 回波计算 部件标记 成像仿真

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基于成像投影的空间目标ISAR方位定标方法

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作者 黎吉顺 张雅声 +1 位作者 尹灿斌 徐灿 《雷达科学与技术》 北大核心 2025年第3期280-297,312,共19页

逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR)的方位定标可确定空间目标横向尺寸,有利于目标几何特征提取与图像解译。本文提出一种基于成像投影的空间目标ISAR方位定标方法。首先,该方法对回波进行高质量运动补偿与图像增... 逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR)的方位定标可确定空间目标横向尺寸,有利于目标几何特征提取与图像解译。本文提出一种基于成像投影的空间目标ISAR方位定标方法。首先,该方法对回波进行高质量运动补偿与图像增强处理以增强成像显示效果。然后,从ISAR成像原理出发,基于视线信息计算得到投影向量并确定成像平面。最后,将增强处理后的ISAR图像反投影至成像平面网格,从而实现方位定标并得到成像投影几何关系。相比于现有方位定标方法,所提方法避免了复杂的信号参数估计,因此方位定标精度不受回波信噪比影响。同时,该方法提供了成像投影几何关系,基于单次观测能生成多视角目标ISAR图像,有助于空间任务辅助决策。仿真数据实验对比验证了该方法的有效性和稳健性。 展开更多

关键词 逆合成孔径雷达 方位定标 成像平面 成像投影

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高空动能拦截器末制导导引方法设计与实现 被引量：21

4

作者 张雅声 程国采 陈克俊 《现代防御技术》 2001年第2期31-34,38,共5页

以高空动能拦截器为研究对象 ,为其末制导段设计了一种“逐段限制视线转率”的导引方法 ,使之最终能直接命中目标 ,实现动能拦截的任务并通过仿真计算验证了该导引法的可行性。

关键词 动能拦截 末制导 比例导引 视线转率 直接碰撞 高空动能拦截器

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侦察卫星星座目标发现概率与最大访问间隔分析 被引量：12

5

作者 张雅声 张育林 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2005年第9期1587-1589,1635,共4页

以区域内特定目标的搜索为背景,分析侦察卫星对某地面区域内运动目标的探测类型和搜索方式,并建立目标发现概率与单星探测概率和星座最大访问时间间隔的关系模型。分别以大型舰船和飞机为探测目标,对光学侦察、电子侦察和雷达侦察等三... 以区域内特定目标的搜索为背景,分析侦察卫星对某地面区域内运动目标的探测类型和搜索方式,并建立目标发现概率与单星探测概率和星座最大访问时间间隔的关系模型。分别以大型舰船和飞机为探测目标,对光学侦察、电子侦察和雷达侦察等三种类型侦察卫星星座的技术性能指标和作战性能指标之间的关系进行了仿真分析。 展开更多

关键词 侦察卫星星座 目标探测 探测概率 最大访问间隔

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基于穿越点的多目标交会轨道设计方法 被引量：1

6

作者 张雅声 周海俊 《现代防御技术》 北大核心 2013年第5期1-5,共5页

首先,针对空间非共面、多目标交会问题,提出了穿越点的概念及其计算方法;然后,利用曲线拟合的方法,提出了基于穿越点的多目标交会轨道设计方法,并建立了交会轨道优化设计数学模型;最后,以低轨道目标为例,进行了仿真分析,验证了该方法的... 首先,针对空间非共面、多目标交会问题,提出了穿越点的概念及其计算方法;然后,利用曲线拟合的方法,提出了基于穿越点的多目标交会轨道设计方法,并建立了交会轨道优化设计数学模型;最后,以低轨道目标为例,进行了仿真分析,验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 交会轨道 轨道设计 多目标交会 穿越点

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地震电磁卫星星座轨道优化设计

7

作者 张雅声 李智 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2005年第2期6-10,共5页

根据地震监测任务对电磁卫星的需求,利用点数字仿真方法和遗传算法优化设计了电磁卫星星座。由4颗卫星组成的电磁卫星星座之空间分辨率约为700km,覆盖全球的观测用时周期为12小时。

关键词 地震监测 电磁卫星 点数字仿真方法 遗传算法 星座 空间分辨率

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利用星载 GPS 伪码测距进行小卫星星座的整网定位 被引量：8

8

作者 郗晓宁 张雅声 +1 位作者 任萱 朱文耀 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 1998年第6期12-16,共5页

首先针对小卫星星载ＧＰＳ伪码测距，基于星间差分消除／消弱误差，并引入星座网形约束，论述了星座模式下提高小卫星定位精度的一种整网数据处理方法，并给出了一个算例。然后进一步论述了不依赖ＧＰＳ的小卫星星座测控，以及提高小卫... 首先针对小卫星星载ＧＰＳ伪码测距，基于星间差分消除／消弱误差，并引入星座网形约束，论述了星座模式下提高小卫星定位精度的一种整网数据处理方法，并给出了一个算例。然后进一步论述了不依赖ＧＰＳ的小卫星星座测控，以及提高小卫星星座定位自主性问题的几点设想。 展开更多

关键词 小卫星 星座 星载GPS 整网平差 定位 伪码测距

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空间飞行体地心坐标与大地坐标的快速精确转换 被引量：2

9

作者 李智 张雅声 +2 位作者 李延兴 张静华 张中伏 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期50-55,共6页

在空间任一点的子午面内 ,建立该点到地球子午椭圆的法线方程 ,以法线与子午椭圆交点的地心坐标为参数 ,导出大地高程和大地纬度的近似算法和严密算法。近似算法十分简单 ,使用有三角函数的手持计算器就可以完成计算。对于高度低于 360 ... 在空间任一点的子午面内 ,建立该点到地球子午椭圆的法线方程 ,以法线与子午椭圆交点的地心坐标为参数 ,导出大地高程和大地纬度的近似算法和严密算法。近似算法十分简单 ,使用有三角函数的手持计算器就可以完成计算。对于高度低于 360 0 0km的任何空间点 ,大地高h和大地纬度B的精度分别优于 31m和 0 1 7°。以近似算法的中间结果为初值 ,可将大地坐标的解算转化为一个二元一次方程组 ,解算非常简单 ,用PC在瞬间即可完成一批空间点的计算并可获得与真值完全相同的大地坐标 ,这为空间飞行体坐标的实时快速计算 。 展开更多

关键词 地心坐标 大地坐标 坐标转换 计算 飞行器 空间飞行

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地震监测SAR卫星需求分析与轨道设计 被引量：1

10

作者 李智 张雅声 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2005年第2期103-106,共4页

通过对SAR卫星在地震监测任务中的需求分析,确定者这种卫星应该具备干涉和大视角两种工作模式,并利用太阳同步准回归轨道设计方法初步进行了地震监测SAR卫星的轨道设计。

关键词 地震监测 SAR卫星 卫星轨道设计 需求分析 工作模式 太阳同步准回归轨道设计方法

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地球静止轨道航天器绕飞持续观测任务轨迹规划与控制 被引量：1

11

作者 张海涛 王伟林 +2 位作者 张雅声 王浩 李智 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期74-86,共13页

针对地球静止轨道(geosynchronous orbit,GEO)航天器的高清观测任务,成像卫星在连续小推力作用下接近GEO航天器,对GEO航天器自然绕飞并以有利的光照条件对其持续观测。针对Clohessy-Wiltshire(CW)方程的偏差问题,通过修正非球形摄动和... 针对地球静止轨道(geosynchronous orbit,GEO)航天器的高清观测任务,成像卫星在连续小推力作用下接近GEO航天器,对GEO航天器自然绕飞并以有利的光照条件对其持续观测。针对Clohessy-Wiltshire(CW)方程的偏差问题,通过修正非球形摄动和重力加速度二次长期项偏差对CW方程进行改进,补偿非线性偏差的长期项和主要的摄动项。在轨迹规划问题上,计算绕飞轨迹的初始相位角区间,以保证成像卫星在整个绕飞任务中都能够以良好的观测角观测GEO航天器。基于CW方程和改进的CW方程对成像卫星接近和绕飞GEO航天器全过程进行仿真,基于CW方程的仿真没有达到预期目标;基于改进的CW方程的仿真达到预期目标,全过程所需施加的总速度增量仅为4.67 m/s,工程上具有很强的可行性。 展开更多

关键词 成像卫星 轨迹规划 绕飞任务 非线性偏差 摄动偏差 持续观测

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“标准-3”拦截弹对机动弹头的拦截有效性分析 被引量：3

12

作者 石磊 张雅声 赵晶 《现代防御技术》 北大核心 2011年第2期29-34,共6页

以"标准-3"拦截弹的多次拦截试验情况为参考,根据其能力及试验中的表现,分析其总体设计方案和各项性能参数,建立数学仿真模型。在研究海基导弹防御指挥控制流程、拦截弹动力学模型和仿真算法的基础上,对拦截具有机动突防能力... 以"标准-3"拦截弹的多次拦截试验情况为参考,根据其能力及试验中的表现,分析其总体设计方案和各项性能参数,建立数学仿真模型。在研究海基导弹防御指挥控制流程、拦截弹动力学模型和仿真算法的基础上,对拦截具有机动突防能力的弹道导弹目标进行仿真分析。获得拦截弹对机动突防目标拦截有效性的仿真结果。分析仿真结果可知,拦截弹对机动弹头的拦截能力有限。 展开更多

关键词 拦截弹 标准-3 拦截有效性 机动弹头 仿真分析 弹道导弹

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探测临近空间高声速目标的飞艇组网方法研究 被引量：8

13

作者 杨虹 张雅声 丁文哲 《现代防御技术》 北大核心 2017年第2期40-48,共9页

为了提高对临近空间高声速目标的探测能力,探讨了一种飞艇红外组网探测系统的设计方法。提出了基于性能和基于效益的2种组网部署原则,设计了飞艇红外探测系统的组网量化指标,建立了飞艇组网系统部署模型,在此基础上设计了基于遗传算法... 为了提高对临近空间高声速目标的探测能力,探讨了一种飞艇红外组网探测系统的设计方法。提出了基于性能和基于效益的2种组网部署原则,设计了飞艇红外探测系统的组网量化指标,建立了飞艇组网系统部署模型,在此基础上设计了基于遗传算法的组网优化算法。仿真结果表明,该方法能够实现满足多种性能指标要求的飞艇红外组网探测系统的优化部署,为临近空间高超声速目标的探测提供了新的思路。 展开更多

关键词 飞艇 红外探测系统 临近空间高声速目标 优化组网 组网原则 性能指标

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星下点轨迹恒定的低轨星座构型设计方法 被引量：2

14

作者 张雅声 贾璐 +1 位作者 于金龙 梁爽 《中国空间科学技术》 CSCD 北大核心 2023年第3期116-122,共7页

为探寻适用于低轨巨型星座的构型设计方法,提供了一种所有卫星共星下点轨迹,且该轨迹固定不变的低轨恒定轨迹星座构型解析设计方法。该构型用回归因子、卫星总数两个参数进行编码。首先,利用平均轨道根数思想,建立了地球非球形摄动带谐... 为探寻适用于低轨巨型星座的构型设计方法,提供了一种所有卫星共星下点轨迹,且该轨迹固定不变的低轨恒定轨迹星座构型解析设计方法。该构型用回归因子、卫星总数两个参数进行编码。首先,利用平均轨道根数思想,建立了地球非球形摄动带谐项阶数为J 4条件下的回归轨道设计解析模型。其次,根据卫星与地球相对运动规律,确立了满足共星下点轨迹条件的解析式。最后,结合回归轨道设计与共星下点轨迹设计思想,建立低轨恒定轨迹星座构型设计模型。最终仿真结果表明,该构型设计方法符合所有卫星共星下点轨迹、且轨迹固定不变的设计预期,验证了本构型设计方法的有效性。本星座构型具有形式简易、构型易维持、覆盖范围广的特点,确保了空间系统与地面系统的方位一致性,极大程度降低了星地系统协同的复杂度。 展开更多

关键词 低轨巨型星座 星座构型设计 回归轨道 共星下点轨迹 恒定轨迹

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拦截弹测量数据处理的建模与仿真

15

作者 张雅声 吴杰 陈克俊 《现代防御技术》 1999年第6期56-60,共5页

针对拦截弹上实时测得的带有随机干扰的测量值，讨论了测量数据的建模与处理方法，并结合数据处理过程中所涉及到的阶次的确定、样本数的选取和拐点问题提出数据处理的简化方法。

关键词 拦截导弹 测量 仿真 数据处理

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天基红外传感器对空间目标成像效果分析 被引量：1

16

作者 张雅声 戴桦宇 +1 位作者 周海俊 赵双 《现代电子技术》 北大核心 2018年第22期5-8,13,共5页

目标识别问题是弹道导弹防御系统中的核心难题之一,红外成像仿真研究是目标探测与识别的重要手段。为此,建立天基红外传感器对大气层外弹道式目标点源成像模型,利用STK/EOIR模块,从天基传感器相机参数和目标特性两个方面仿真空间目标的... 目标识别问题是弹道导弹防御系统中的核心难题之一,红外成像仿真研究是目标探测与识别的重要手段。为此,建立天基红外传感器对大气层外弹道式目标点源成像模型,利用STK/EOIR模块,从天基传感器相机参数和目标特性两个方面仿真空间目标的红外成像效果,重点分析相机的视线抖动、相机系统噪声以及不同波段等因素对目标的成像效果影响。所得结果能够为基于红外辐射特性的空间目标识别技术研究提供数据支持。 展开更多

关键词 天基红外传感器 空间目标 红外成像 STK/EOIR 视线抖动 系统噪声

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应急任务响应时间最优的多星成像规划方法 被引量：13

17

作者 陈书剑 李智 +1 位作者 胡敏 张雅声 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期17-28,共12页

针对优化多星应急成像任务规划的响应时间问题进行了研究。为避免优先规划应急任务对任务总收益的影响,提出一种优化应急任务响应时间的同时兼顾任务总收益的多星成像规划方法。首先,针对综合考虑应急任务和常规任务的多星成像规划特点... 针对优化多星应急成像任务规划的响应时间问题进行了研究。为避免优先规划应急任务对任务总收益的影响,提出一种优化应急任务响应时间的同时兼顾任务总收益的多星成像规划方法。首先,针对综合考虑应急任务和常规任务的多星成像规划特点,建立两级目标优化的约束满足模型;其次,将模型求解过程分解为任务时间窗选择和单轨动态规划两个部分,基于自适应免疫算法对时间窗选择进行优化,同时设计前向动态规划算法确定卫星单轨最优观测路径;最后,对所设计算法的性能进行了测试,并与其他算法进行了对比。仿真结果表明本文方法能够保证应急任务响应时间最优,并同时具备较高的任务总收益,适合于求解大规模的多星成像规划问题。 展开更多

关键词 成像卫星 应急任务 响应时间 免疫算法 动态规划

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基于双谱-谱图特征和深度卷积神经网络的HRRP目标识别方法 被引量：12

18

作者 卢旺 张雅声 +1 位作者 徐灿 林财永 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2020年第8期1703-1709,共7页

针对雷达高分辨距离像(high resolution range profile,HRRP)目标识别中有效表示和特征提取这一关键问题,提出了基于双谱-谱图特征和深度卷积神经网络(deep convolution neural network,DCNN)的识别方法。首先,提取HRRP的双谱-谱图特征... 针对雷达高分辨距离像(high resolution range profile,HRRP)目标识别中有效表示和特征提取这一关键问题,提出了基于双谱-谱图特征和深度卷积神经网络(deep convolution neural network,DCNN)的识别方法。首先,提取HRRP的双谱-谱图特征表示作为CNN的输入。然后,通过网络训练提取出深层本质特征,实现对雷达目标的识别。最后,对不同特征表示的识别结果进行对比。采用卫星目标实测数据进行实验,结果表明,该方法可以准确有效地识别雷达目标,而且与其他常用特征表示相比,双谱-谱图特征表示具有更好的识别准确率和噪声鲁棒性。 展开更多

关键词 雷达自动目标识别 高分辨距离像 双谱-谱图特征 深度卷积神经网络

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基于差分进化算法的导航星座在轨重构构型设计 被引量：8

19

作者 赵双 张雅声 戴桦宇 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2018年第4期27-35,共9页

针对有卫星失效下的导航星座,提出了对在轨卫星进行相位机动的方法来对星座的空间构型进行重构,以实现修复和改善星座性能的目的。首先,利用共面高轨和共面低轨变相的方式来对在轨卫星的相位进行调整,建立共面轨道相位机动的数学模型;其... 针对有卫星失效下的导航星座,提出了对在轨卫星进行相位机动的方法来对星座的空间构型进行重构,以实现修复和改善星座性能的目的。首先,利用共面高轨和共面低轨变相的方式来对在轨卫星的相位进行调整,建立共面轨道相位机动的数学模型;其次,提出了除重构时间和重构能量外的其他重构指标,包括重构能量均衡度和重构构型恢复性,并建立了各重构指标的数学模型;然后,建立了重构构型的优化模型,并对优化问题中个体的评价手段与编码方式进行设计;最后,以北斗中MEO卫星失效为例,利用差分进化算法对优化模型进行求解,得到以不同重构指标为目标函数下的Pareto前沿。从结果中可以看出该重构方法对星座性能的提升最大可以达到41.2%,同时Pareto前沿中对应的所有重构策略中,重构能量、重构构型的均衡度、重构构型的健壮性的数量级均维持在-1、-3和0的水平。 展开更多

关键词 构型重构 相位机动 重构指标 差分进化算法 PARETO前沿 卫星星座

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飞艇红外探测系统探测高超声速目标性能研究 被引量：14

20

作者 杨虹 张雅声 丁文哲 《中国光学》 EI CAS CSCD 2016年第5期596-605,共10页

以X-51A为例,研究了飞艇红外探测系统对临近空间高超声速目标的探测性能。首先,根据飞行器的飞行状态和飞行高度建立了临近空间高超声速目标不同波段的红外辐射特性模型,以及随高度变化的目标背景红外辐射强度模型;其次,综合考虑飞行器... 以X-51A为例,研究了飞艇红外探测系统对临近空间高超声速目标的探测性能。首先,根据飞行器的飞行状态和飞行高度建立了临近空间高超声速目标不同波段的红外辐射特性模型,以及随高度变化的目标背景红外辐射强度模型;其次,综合考虑飞行器与飞艇高度、地球曲率及红外辐射在大气中传播的波段选择性等因素,建立了红外辐射在临近空间大气中传播的透过率模型;在此基础上,建立了飞艇红外探测系统对高超声速目标的探测距离模型。通过仿真得到了临近空间高超声速目标在不同飞行状态下3个波段的红外辐射强度随目标飞行高度变化的曲线,以及飞艇红外探测系统对飞行器在不同飞行状态下3个红外辐射波段的探测能力。研究结果表明:飞艇红外探测系统对高超声速目标的有效探测距离可以达到百公里量级;当飞行器飞行状态一定时,随着飞行器飞行高度的增加,系统对目标的探测距离先增大后减小;与长波波段相比,中短波波段的探测距离更大,并给出了临近空间飞艇应尽量布置在海拔高度大于18 km的高空中的部署建议。 展开更多

关键词 飞艇红外探测系统 红外辐射特性 探测性能

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