【摘要】：作為一種高分辨成像雷達(dá),逆合成孔徑雷達(dá)(ISAR)在空間態(tài)勢感知與防空反導(dǎo)中發(fā)揮著愈加重要的作用。目前,如何從空間目標(biāo)高分辨ISAR像中獲取其形狀、尺寸等信息,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵部件的功能評估、目標(biāo)特征提取與分類識別是ISAR領(lǐng)域研究的難點(diǎn)與關(guān)鍵問題。由于受到數(shù)據(jù)來源與軍事背景限制,較難獲得大量公開的空間目標(biāo)實(shí)測數(shù)據(jù)。針對該問題,本文根據(jù)現(xiàn)有空間目標(biāo)軌道信息及其三維幾何模型,深入研究了空間目標(biāo)回波的動(dòng)態(tài)電磁仿真方法,進(jìn)而構(gòu)建典型空間目標(biāo)的電磁回波數(shù)據(jù)庫,并生成空間目標(biāo)ISAR像數(shù)據(jù)集。在此基礎(chǔ)上,針對非合作目標(biāo)姿態(tài)在觀測過程中快速變化,ISAR像易受運(yùn)動(dòng)方向、觀測帶寬、相參積累時(shí)間、距離與方位采樣率等因素影響而出現(xiàn)復(fù)雜未知形變等難題,提出基于多通道空間變換網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)健目標(biāo)識別方法。進(jìn)一步針對ISAR像樣本較少等問題,提出基于生成對抗網(wǎng)絡(luò)(GAN)的ISAR像數(shù)據(jù)擴(kuò)充方法,從而提高了現(xiàn)有數(shù)據(jù)的利用率。相關(guān)研究工作將為提高我國地基雷達(dá)的空間目標(biāo)探測與識別能力提供理論與技術(shù)支撐。本文主要工作內(nèi)容及研究成果可概括為以下幾個(gè)部分:第一部分概述了目標(biāo)電磁散射計(jì)算的基本原理,進(jìn)而介紹了ISAR成像原理及越距離單元徙動(dòng)校正算法,為后續(xù)典型空間目標(biāo)的動(dòng)態(tài)電磁散射計(jì)算與ISAR像數(shù)據(jù)庫構(gòu)建奠定了基礎(chǔ)。第二部分提出一種空間目標(biāo)ISAR回波動(dòng)態(tài)電磁仿真方法。該方法首先建立了空間目標(biāo)的觀測坐標(biāo)系,進(jìn)而給出空間目標(biāo)動(dòng)態(tài)觀測視角的計(jì)算方法。在此基礎(chǔ)上,在對應(yīng)方位、俯仰角處根據(jù)設(shè)定的雷達(dá)參數(shù)計(jì)算目標(biāo)動(dòng)態(tài)電磁回波,最終得到其二維ISAR回波矩陣。與傳統(tǒng)首先進(jìn)行全角域電磁散射計(jì)算,再進(jìn)行回波抽取的方法相比,該方法能夠有效減少計(jì)算量。第三部分針對目標(biāo)ISAR像存在未知圖像域形變,為有效識別帶來較大困難等問題,結(jié)合極化逆合成孔徑雷達(dá)(Pol-ISAR)所蘊(yùn)含的豐富目標(biāo)特征,提出基于多通道空間變換網(wǎng)絡(luò)的Pol-ISAR穩(wěn)健識別方法。該方法采用空間變換網(wǎng)絡(luò)模塊自動(dòng)調(diào)整每個(gè)極化通道的圖像形變,進(jìn)而通過融合層實(shí)現(xiàn)特征融合,最終實(shí)現(xiàn)基于Pol-ISAR像的自動(dòng)目標(biāo)識別。與現(xiàn)有基于深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)識別方法對比,該方法能夠獲得更高的識別率。第四部分針對現(xiàn)有ISAR像數(shù)據(jù)不足的問題,研究了基于GAN的數(shù)據(jù)擴(kuò)充方法,為目標(biāo)特征提取與識別提供了更多數(shù)據(jù)樣本,提高了現(xiàn)有數(shù)據(jù)的利用效率,并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了方法的可行性。
【圖文】：

地面觀測站選用西安觀測站，雷達(dá)工作電磁波入射的方位、俯仰角由目標(biāo)觀測視角算目標(biāo)電磁散射回波。衛(wèi)星和雷達(dá)的主要參表 3.1 OCO-2 衛(wèi)星與參數(shù) 數(shù)值 尺寸/m 2.12 × 0.94 × 0.94 長半軸/km 7080.59 離心率 0.000191 近地點(diǎn)/km 701.10 遠(yuǎn)地點(diǎn)/km 703.81 軌道傾角/° 98.20 周期/min 98.82
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN957.51

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