非直線運動軌跡SAR/ISAR參數(shù)估計與成像算法研究
發(fā)布時間:2021-11-28 08:22
作為一種新興的雷達(dá)體制,合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar,SAR)的發(fā)明激發(fā)了人們對無線電技術(shù)研究的熱潮,憑借其超高的分辨率,現(xiàn)已在戰(zhàn)術(shù)偵查、地質(zhì)檢測和交通管制等領(lǐng)域起到了舉足輕重的作用。隨著雷達(dá)技術(shù)的高速發(fā)展,人們對雷達(dá)提出了更高的需求,不僅要求雷達(dá)能夠在非直線運動軌跡的情形下實現(xiàn)對靜止目標(biāo)或場景的高分辨率成像,還希望雷達(dá)具備重構(gòu)運動目標(biāo)或場景真實信息的能力。圍繞此需求,本文進(jìn)行了以下幾個方面的研究:(1)針對傳統(tǒng)合成孔徑雷達(dá)運動目標(biāo)成像模型失配的問題,建立了混合SAR/ISAR成像模型,推導(dǎo)了運動目標(biāo)回波信號的數(shù)學(xué)表達(dá)式,從三個方面詳細(xì)闡述了目標(biāo)運動特性對成像的影響,并通過仿真實驗進(jìn)行了驗證。(2)針對Radon-Wigner變換和分?jǐn)?shù)階Fourier變換多普勒參數(shù)估計算法運算量大且不能實時估計的缺陷,提出了一種基于Wigner-Ville切片和分?jǐn)?shù)階Fourier變換的多普勒參數(shù)估計算法,該算法能夠在保證較高精度的同時快速地實現(xiàn)多普勒參數(shù)估計,尤其在實測數(shù)據(jù)處理方面,其結(jié)果展示出所提出算法在SAR實時參數(shù)估計領(lǐng)域極強的實際工程應(yīng)用價值。(3)根據(jù)應(yīng)用...
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:110 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
運動目標(biāo)成像結(jié)果發(fā)生方位向位置偏移示意圖
哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文運動目標(biāo)距離徙動最大值max R 和其相應(yīng)的距離徙動單元數(shù)max n 的表達(dá)式為:2 2 2 20 0max max0 0( ) ( )2 8 2 8y r SAR y r SARr SAR r SARr rv T V v R a T v TV v R a TR nR R (2-47)由于YV V ,距離徙動現(xiàn)象主要與距離分辨單元r ,合成孔徑時間SART 和目標(biāo)距離向速度RV 和加速度Ra 有關(guān)。為了削弱距離徙動現(xiàn)象對成像的影響,可以通過降低距離向分辨率 或減少合成孔徑時間 來實現(xiàn),降低距離向分辨率 的同時可以起到減少了數(shù)據(jù)量的目的,緩和了雷達(dá)對數(shù)據(jù)存儲器的要求;而減少合成孔徑時間 極有可能使得雷達(dá)的方位向分辨率有所下降,圖 2-7 a)和 2-7 b)分別為靜止目標(biāo)和運動目標(biāo)的雷達(dá)成像仿真結(jié)果。
0 0多普勒調(diào)頻斜率偏差 的存在相當(dāng)于產(chǎn)生了一個二次相位誤差,這個二次相位誤差最大值2m 為: 2 20 02 2202200 002024 222X Y X Y Ym SAR dr SARRY Y R YSARV V x a y a VVT f TRV RV y a R a VVxTR (2-49)由于RV V ,目標(biāo)方位向速度YV 對散焦程度的影響遠(yuǎn)大于目標(biāo)距離向速度XV ;同時,目標(biāo)距離向初始位置0x 一般具有較大的數(shù)量級,進(jìn)而使得由目標(biāo)距離向加速度Ra 所引起的成像結(jié)果散焦也不容隨意忽略。圖 2-8 a)和圖 2-8 b)分別為只具有方位向速度 和只具有距離向加速度 的運動目標(biāo)雷達(dá)成像仿真結(jié)果,上述兩圖的成像目標(biāo)都為理想的運動點目標(biāo),然而其成像結(jié)果都表現(xiàn)為一條不理想的直線,發(fā)生了一定程度的散焦現(xiàn)象。散焦現(xiàn)象的發(fā)生極易使不同類型的目標(biāo)相互混淆,為后續(xù)的目標(biāo)分類、識別等帶來了較大的困難。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]曲線合成孔徑雷達(dá)三維成像研究進(jìn)展與展望[J]. 何峰,楊陽,董臻,梁甸農(nóng). 雷達(dá)學(xué)報. 2015(02)
[2]基于Radon-Wigner變換的非平穩(wěn)信號分析[J]. 劉思遠(yuǎn),賈艷玲. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用. 2014(06)
[3]曲線彈道SAR RD-Dechirp快視成像算法[J]. 王建濤,秦玉亮,范波,王宏強,黎湘. 系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2013(05)
[4]地球同步軌道SAR曲線軌跡模型和成像算法研究[J]. 包敏,徐剛,李亞超,邢孟道,保錚,王萬林. 宇航學(xué)報. 2011(08)
[5]基于方位非線性變標(biāo)的彈載SAR下降段成像算法[J]. 周松,包敏,周鵬,邢孟道,保錚. 電子與信息學(xué)報. 2011(06)
[6]條帶模式、聚束模式和滑動聚束模式的比較[J]. 劉寒艷,宋紅軍,程增菊. 中國科學(xué)院研究生院學(xué)報. 2011(03)
[7]基于RD算法的橫向規(guī)避彈道彈載SAR成像[J]. 秦玉亮,王建濤,王宏強,黎湘. 系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2010(04)
[8]基于SAR實測數(shù)據(jù)的艦船成像研究[J]. 汪玲,朱岱寅,朱兆達(dá). 電子與信息學(xué)報. 2007(02)
[9]機載合成孔徑雷達(dá)低速運動目標(biāo)檢測和成像的一種新方法[J]. 王玲,陶然,周思永. 兵工學(xué)報. 2004(03)
[10]主動雷達(dá)成像導(dǎo)引頭幾個問題的研究[J]. 李道京,張麟兮,俞卞章. 現(xiàn)代雷達(dá). 2003(05)
博士論文
[1]曲線運動軌跡SAR成像方法研究[D]. 唐世陽.西安電子科技大學(xué) 2016
[2]高速機動平臺SAR成像算法及運動補償研究[D]. 周松.西安電子科技大學(xué) 2013
[3]彈載SAR多種工作模式的成像算法研究[D]. 周鵬.西安電子科技大學(xué) 2011
[4]SAR/ISAR運動目標(biāo)檢測及成像新技術(shù)研究[D]. 劉亞波.西安電子科技大學(xué) 2011
碩士論文
[1]機載SAR/ISAR對艦船成像算法的研究[D]. 李增.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]基于實測數(shù)據(jù)的機載SAR成像及運動補償研究[D]. 王海兵.西安電子科技大學(xué) 2014
[3]ISAR運動補償及艦船成像技術(shù)研究[D]. 荊騰.南京航空航天大學(xué) 2013
[4]基于FrFT的機載SAR成像與動目標(biāo)檢測技術(shù)研究[D]. 趙龍飛.南京理工大學(xué) 2013
[5]機載SAR對艦船動目標(biāo)成像問題研究[D]. 周慧源.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[6]機載合成孔徑雷達(dá)回波信號仿真研究[D]. 張晨曉.南京理工大學(xué) 2012
[7]時頻分析在雷達(dá)信號參數(shù)估計中的應(yīng)用研究[D]. 姜恒.南京航空航天大學(xué) 2011
[8]SAR運動目標(biāo)檢測與運動參量估計方法研究[D]. 魏濤.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
本文編號:3524068
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:110 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
運動目標(biāo)成像結(jié)果發(fā)生方位向位置偏移示意圖
哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文運動目標(biāo)距離徙動最大值max R 和其相應(yīng)的距離徙動單元數(shù)max n 的表達(dá)式為:2 2 2 20 0max max0 0( ) ( )2 8 2 8y r SAR y r SARr SAR r SARr rv T V v R a T v TV v R a TR nR R (2-47)由于YV V ,距離徙動現(xiàn)象主要與距離分辨單元r ,合成孔徑時間SART 和目標(biāo)距離向速度RV 和加速度Ra 有關(guān)。為了削弱距離徙動現(xiàn)象對成像的影響,可以通過降低距離向分辨率 或減少合成孔徑時間 來實現(xiàn),降低距離向分辨率 的同時可以起到減少了數(shù)據(jù)量的目的,緩和了雷達(dá)對數(shù)據(jù)存儲器的要求;而減少合成孔徑時間 極有可能使得雷達(dá)的方位向分辨率有所下降,圖 2-7 a)和 2-7 b)分別為靜止目標(biāo)和運動目標(biāo)的雷達(dá)成像仿真結(jié)果。
0 0多普勒調(diào)頻斜率偏差 的存在相當(dāng)于產(chǎn)生了一個二次相位誤差,這個二次相位誤差最大值2m 為: 2 20 02 2202200 002024 222X Y X Y Ym SAR dr SARRY Y R YSARV V x a y a VVT f TRV RV y a R a VVxTR (2-49)由于RV V ,目標(biāo)方位向速度YV 對散焦程度的影響遠(yuǎn)大于目標(biāo)距離向速度XV ;同時,目標(biāo)距離向初始位置0x 一般具有較大的數(shù)量級,進(jìn)而使得由目標(biāo)距離向加速度Ra 所引起的成像結(jié)果散焦也不容隨意忽略。圖 2-8 a)和圖 2-8 b)分別為只具有方位向速度 和只具有距離向加速度 的運動目標(biāo)雷達(dá)成像仿真結(jié)果,上述兩圖的成像目標(biāo)都為理想的運動點目標(biāo),然而其成像結(jié)果都表現(xiàn)為一條不理想的直線,發(fā)生了一定程度的散焦現(xiàn)象。散焦現(xiàn)象的發(fā)生極易使不同類型的目標(biāo)相互混淆,為后續(xù)的目標(biāo)分類、識別等帶來了較大的困難。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]曲線合成孔徑雷達(dá)三維成像研究進(jìn)展與展望[J]. 何峰,楊陽,董臻,梁甸農(nóng). 雷達(dá)學(xué)報. 2015(02)
[2]基于Radon-Wigner變換的非平穩(wěn)信號分析[J]. 劉思遠(yuǎn),賈艷玲. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用. 2014(06)
[3]曲線彈道SAR RD-Dechirp快視成像算法[J]. 王建濤,秦玉亮,范波,王宏強,黎湘. 系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2013(05)
[4]地球同步軌道SAR曲線軌跡模型和成像算法研究[J]. 包敏,徐剛,李亞超,邢孟道,保錚,王萬林. 宇航學(xué)報. 2011(08)
[5]基于方位非線性變標(biāo)的彈載SAR下降段成像算法[J]. 周松,包敏,周鵬,邢孟道,保錚. 電子與信息學(xué)報. 2011(06)
[6]條帶模式、聚束模式和滑動聚束模式的比較[J]. 劉寒艷,宋紅軍,程增菊. 中國科學(xué)院研究生院學(xué)報. 2011(03)
[7]基于RD算法的橫向規(guī)避彈道彈載SAR成像[J]. 秦玉亮,王建濤,王宏強,黎湘. 系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2010(04)
[8]基于SAR實測數(shù)據(jù)的艦船成像研究[J]. 汪玲,朱岱寅,朱兆達(dá). 電子與信息學(xué)報. 2007(02)
[9]機載合成孔徑雷達(dá)低速運動目標(biāo)檢測和成像的一種新方法[J]. 王玲,陶然,周思永. 兵工學(xué)報. 2004(03)
[10]主動雷達(dá)成像導(dǎo)引頭幾個問題的研究[J]. 李道京,張麟兮,俞卞章. 現(xiàn)代雷達(dá). 2003(05)
博士論文
[1]曲線運動軌跡SAR成像方法研究[D]. 唐世陽.西安電子科技大學(xué) 2016
[2]高速機動平臺SAR成像算法及運動補償研究[D]. 周松.西安電子科技大學(xué) 2013
[3]彈載SAR多種工作模式的成像算法研究[D]. 周鵬.西安電子科技大學(xué) 2011
[4]SAR/ISAR運動目標(biāo)檢測及成像新技術(shù)研究[D]. 劉亞波.西安電子科技大學(xué) 2011
碩士論文
[1]機載SAR/ISAR對艦船成像算法的研究[D]. 李增.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]基于實測數(shù)據(jù)的機載SAR成像及運動補償研究[D]. 王海兵.西安電子科技大學(xué) 2014
[3]ISAR運動補償及艦船成像技術(shù)研究[D]. 荊騰.南京航空航天大學(xué) 2013
[4]基于FrFT的機載SAR成像與動目標(biāo)檢測技術(shù)研究[D]. 趙龍飛.南京理工大學(xué) 2013
[5]機載SAR對艦船動目標(biāo)成像問題研究[D]. 周慧源.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[6]機載合成孔徑雷達(dá)回波信號仿真研究[D]. 張晨曉.南京理工大學(xué) 2012
[7]時頻分析在雷達(dá)信號參數(shù)估計中的應(yīng)用研究[D]. 姜恒.南京航空航天大學(xué) 2011
[8]SAR運動目標(biāo)檢測與運動參量估計方法研究[D]. 魏濤.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
本文編號:3524068
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