發(fā)布時間：2017-09-19 10:47

  本文關鍵詞：多基站ISAR成像融合算法研究

  更多相關文章： 多基站 ISAR 物理光學法 數據融合 圖像融合

【摘要】：雖然近年來單基站ISAR雷達成像在分辨率增強方面取得了快速發(fā)展,卻沒有提高目標識別的性能。由于單基站雷達存在目標遮擋問題,在某些雷達視角下,目標上的某些部分在雷達圖像中不可見,這帶來了利用目標ISAR像進行目標識別的困難。但是,當從不同角度獲得同一目標的信息時,可用知識增加,這樣讓更多有用的目標信息被提取出來。因此要解決此問題,可利用多基站雷達,獲得目標在不同視角下的圖像,一幅ISAR像中不可見的信息可在另一些ISAR圖像中體現,若對多基站獲得的不同視角下的ISAR進行融合,可增強一幅圖像中強度較弱的散射點,也可將一幅圖像中不可見點顯示出來,獲得目標更多的信息,從而有利于目標識別。雖然每幅圖像的分辨率不同,但融合技術可以處理來自多個逆合成孔徑雷達(ISAR)的原始數據。合成圖像可以通過坐標變換等,將不同基站的數據,即不同坐標系的數據根據它們之間的幾何關系變換到同一坐標系里,再在多個分開的積分區(qū)域做逆2-D傅里葉變換得到。因此,本文分別通過圖像融合和數據融合方法,對不同基站的雷達的信息進行合成的研究是很有實際意義和價值的。首先,本文介紹了多基站ISAR成像融合的基礎知識——ISAR轉臺成像原理,計算出ISAR所成二維像的距離和橫向分辨率,并分析了數據域的采樣區(qū)域和分辨率的關系。還介紹了ISAR成像的最常見的算法——小轉角下的距離—多普勒(R-D)FFT算法。然后,采用部件分解法對導彈目標(小鈍頭單錐形目標和小鈍頭雙錐形目標)建模,利用物理光學法計算目標的散射場,從而得到目標在不同姿態(tài)、不同雷達參數下的回波數據,即轉臺目標下的ISAR回波信號。對此信號采用RD算法處理即得到目標的二維ISAR圖像。仿真結果同時也驗證了導彈目標的像為二維平面中的幾個強點,并且各個強點在不同的雷達視線角下其強度有著明顯的變化。最后,介紹了本文最關鍵的部分——成像融合算法。對數據融合算法和圖像融合算法進行了詳細的介紹。數據融合方法是在數據域對不同基站的回波數據進行旋轉平移剪裁等操作,經過上述操作的回波數據符合數據融合規(guī)則,可以直接將不同基站的回波數據相加,做逆傅立葉變換得到數據融合后的目標二維圖像;圖像融合方法是在圖像域對經過逆傅里葉變后得到的分辨率尺寸有可能不同的多幅二維ISAR圖像進行合成。為滿足圖像融合的需要對ISAR圖像進行圖像縮放、平移旋轉、剪裁、加權平均等圖像處理,從而得到圖像融合結果。以上兩種算法都能實現多基站雷達對同一目標的成像融合。從仿真的結果我們可以看到,多基站雷達成像比單基站雷達成像效果好,能實現對目標某些電磁遮擋部分成像,也能將圖像中強度較弱的點增強。
【關鍵詞】：多基站 ISAR 物理光學法 數據融合 圖像融合
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN957.52
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-14
• 1.1 論文研究的背景和意義10
• 1.2 國內外研究狀況10-12
• 1.3 論文主要內容及安排12-14
• 第2章 逆合成孔徑雷達成像算法14-25
• 2.1 引言14
• 2.2 旋轉目標信號成像幾何14-15
• 2.3 數據收集和信號處理過程15-20
• 2.3.1 基本原理15-16
• 2.3.2 連續(xù)波信號（單頻系統）16-17
• 2.3.3 寬帶信號系統17-19
• 2.3.4 小觀測角帶通系統19-20
• 2.4 ISAR圖像分辨率20-22
• 2.5 采樣要求22-23
• 2.6 成像平面與成像質量分析23-24
• 2.7 本章小結24-25
• 第3章 導彈目標的ISAR仿真與成像25-38
• 3.1 引言25
• 3.2 導彈目標的散射機制和其簡化模型25-27
• 3.2.1 小鈍頭單錐形導彈25-26
• 3.2.2 小鈍頭雙錐形導彈26-27
• 3.3 物理光學（PO）法計算散射場27-30
• 3.3.1 物理光學理論27-29
• 3.3.2 旋轉對稱目標的散射場29-30
• 3.4 目標的ISAR成像結果和分析30-36
• 3.4.1 導彈目標的成像結果31-36
• 3.4.2 成像結果分析36
• 3.5 本章小結36-38
• 第4章 多基站ISAR成像融合算法38-64
• 4.1 引言38
• 4.2 多基站ISAR雷達系統38-40
• 4.3 多基站ISAR成像融合的層次40-41
• 4.4 多基站ISAR數據融合算法41-48
• 4.4.1 數據融合規(guī)則41-43
• 4.4.2 兩維數據插值操作得融合圖像43-48
• 4.5 多基站ISAR圖像融合算法48-54
• 4.5.1 圖像縮放50
• 4.5.2 圖像旋轉50-53
• 4.5.3 圖像剪裁53
• 4.5.4 加權平均融合53
• 4.5.5 圖像增強53-54
• 4.6 導彈目標成像融合算法仿真54-62
• 4.6.1 多基站ISAR數據融合結果及分析54-57
• 4.6.2 多基站ISAR圖像融合結果與分析57-62
• 4.7 本章小結62-64
• 結論64-65
• 參考文獻65-70
• 致謝70

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前5條

1 云日升;康雪艷;肖志剛;;多基站ISAR三維非平穩(wěn)轉動轉臺目標成像[J];雷達科學與技術;2011年01期

2 張月婷;仇曉蘭;丁赤飚;雷斌;付琨;;高分辨率SAR圖像橋梁目標仿真與特性分析[J];雷達學報;2015年01期

3 云日升;朱迪;康雪艷;;多基站ISAR平面轉臺目標成像模型與仿真研究[J];系統仿真學報;2011年09期

4 云日升;;多基站ISAR多運動目標成像與橫向定標研究[J];宇航學報;2012年01期

5 孟U，

本文編號：881197