基于極化特征識別的地貌識別策略
發(fā)布時間：2020-12-23 15:10
為滿足其近感測量精度,需對探測范圍內的地貌環(huán)境進行有效識別。提出一種基于最優(yōu)投影的地貌識別算法,為現代空域近感平臺提供必要的地貌識別能力。定義了利用目標散射矩陣特征值構成的特征參數,且該參數與探測信號強度、角度等參數均無關,僅相關于探測區(qū)域內的地形結構特征。并結合Krogager關于目標散射矩陣分解的相關思想,建立帶參數的標準散射體旋轉不變矩陣,將探測區(qū)域內的地貌極化散射矩陣投影至標準體,得到目標散射矩陣在每一標準體的權值,并通過最優(yōu)化投影進一步判定該地貌屬性,從而達到識別的目的。
【文章來源】：火力與指揮控制. 2020年06期 北大核心
【文章頁數】：7 頁
【部分圖文】：
茂密的高大樹林如圖1所示，當探測區(qū)域為密集高大樹林時，
54°（-44.284，-17.930，-48.794）［-64.640，-28.467，0］T（0.868，0.494，0.419）8.751至1052°49’E）進行算法驗證實驗，如圖8所示。圖8提取區(qū)域的俯視高程圖如圖8所示，該區(qū)域內的最高海拔為1682m，以丘陵為主，未有大面積的平坦地段，該范圍為平臺飛行區(qū)域。本文僅利用該地貌中的一小部分作為探測波束覆蓋范圍，用以驗證所提出的POP-LB算法的可行性與優(yōu)越性。將探測波束范圍內的回波進行處理，得到不同極化模式下的回波信號幅度，由此可以得到波束探測范圍內地形“坐標”與不同探測俯仰角之間的關系如圖9所示。由得到的不同“坐標”值，根據式（5）與式（6）求解出目標區(qū)域的度量向量，并由式（7）計算得到不同角度下目標區(qū)域在各個基底下的最優(yōu)投影，得到的結果如表2所示。最優(yōu)投影“坐標”表征了該區(qū)域的圖9不同探測俯仰角下的地形“坐標”表2不同角度下目標區(qū)域的度量向量、最優(yōu)投影及起伏度結果·78·1032
（總第45-）30m之間的平臺，這種誤差就顯得十分巨大，回波信號示意圖如圖2所示。圖2探測器截獲回波示意圖為避免平臺在上述環(huán)境下的測量誤差，本文提出一種基于最優(yōu)投影的地貌識別算法，利用極化信息對探測區(qū)域內的地物環(huán)境進行有效識別。2極化最優(yōu)投影地貌識別算法極化信息作為回波信號的又一可利用信息，已經廣泛應用于目標探測與識別領域。根據Krogager［10］的相關研究成果，任一目標的極化散射矩陣都可以分解成球、二面角和螺旋體3種成分，根據目標的組成成分的差異，達到目標識別的目的。但是，對于平臺毫米波探測器而言，探測范圍內的地形較為復雜，多為山地、丘陵等，如圖3所示。圖3探測器探測區(qū)域內地貌示意圖對于圖3所示的地貌特征，分解為球、二面角和螺旋體3種結構之后，所得地貌的組成成分差異較小，難以區(qū)分地貌屬性。因此，需要對組成成分標準體進行改進，用于擴大差異性，有利于實現地貌屬性確定。結合Krogager的思想，本文提出一種基于極化最優(yōu)投影的地貌識別（PolarizedOptimalProjectionLandscapeRecognition，POP-LR）算法，并建立由四棱錐、圓臺、球組成的投影基，將地表極化回波信息投影到上述投影基內，得到最優(yōu)投影條件下的不同地貌“坐標”（由不同基底投影距離組成），從而判斷地形屬性，完成地貌識別。2.1散射矩陣旋轉不變參數在極化探測器目標識別過程中，目標結構特性成為了關注的焦點。因此，需要建立與位置、觀測角度無關的極化特征量。在單站雷達中如果互易定理成立，目標散射矩陣為一軸對稱矩陣，可表示為：（1）其中，Shv=Svh，下標“ij”表示j極化方式發(fā)射，i極化方式接收；h表征水平極化，v表征垂直極化。當入射角度發(fā)生改變時，目標散射矩陣?
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于數字高程模型數據的機載認知雷達地雜波建模方法研究[J]. 饒妮妮,陳星波,周加兵,邱朝陽,劉丁赟. 電子科技大學學報. 2016(04)
[2]雷達極化技術研究現狀與展望[J]. 王雪松. 雷達學報. 2016(02)
[3]基于極化特征的雷達目標識別技術[J]. 宋新景. 雷達科學與技術. 2016(01)
[4]雷達極化信息獲取與處理的研究進展[J]. 代大海,廖斌,肖順平,王雪松. 雷達學報. 2016(02)
[5]基于分數階傅里葉變換的彈載SAR成像算法[J]. 陳勇,趙惠昌,陳思,張淑寧. 物理學報. 2014(11)
[6]基于極化不變量特征的雷達目標識別技術[J]. 王福友,羅釘,劉宏偉. 雷達科學與技術. 2013(02)
[7]一種極化分集制導雷達及低截獲概率信號設計[J]. 宋立眾,喬曉林,吳群. 系統(tǒng)工程與電子技術. 2009(12)
[8]一種基于復加權的目標極化識別方法[J]. 邵仙鶴,李愛芝,嚴發(fā)寶,喬曉林. 南京理工大學學報(自然科學版). 2009(04)
[9]極化雷達遙感中目標特征提取[J]. 高明星,楊健,彭應寧. 電波科學學報. 2004(04)
碩士論文
[1]彈載嵌入式實時雷達信號處理系統(tǒng)設計與研究[D]. 徐瑞.西安電子科技大學 2015
本文編號：2933920
【文章來源】：火力與指揮控制. 2020年06期 北大核心
【文章頁數】：7 頁
【部分圖文】：
茂密的高大樹林如圖1所示，當探測區(qū)域為密集高大樹林時，
54°（-44.284，-17.930，-48.794）［-64.640，-28.467，0］T（0.868，0.494，0.419）8.751至1052°49’E）進行算法驗證實驗，如圖8所示。圖8提取區(qū)域的俯視高程圖如圖8所示，該區(qū)域內的最高海拔為1682m，以丘陵為主，未有大面積的平坦地段，該范圍為平臺飛行區(qū)域。本文僅利用該地貌中的一小部分作為探測波束覆蓋范圍，用以驗證所提出的POP-LB算法的可行性與優(yōu)越性。將探測波束范圍內的回波進行處理，得到不同極化模式下的回波信號幅度，由此可以得到波束探測范圍內地形“坐標”與不同探測俯仰角之間的關系如圖9所示。由得到的不同“坐標”值，根據式（5）與式（6）求解出目標區(qū)域的度量向量，并由式（7）計算得到不同角度下目標區(qū)域在各個基底下的最優(yōu)投影，得到的結果如表2所示。最優(yōu)投影“坐標”表征了該區(qū)域的圖9不同探測俯仰角下的地形“坐標”表2不同角度下目標區(qū)域的度量向量、最優(yōu)投影及起伏度結果·78·1032
（總第45-）30m之間的平臺，這種誤差就顯得十分巨大，回波信號示意圖如圖2所示。圖2探測器截獲回波示意圖為避免平臺在上述環(huán)境下的測量誤差，本文提出一種基于最優(yōu)投影的地貌識別算法，利用極化信息對探測區(qū)域內的地物環(huán)境進行有效識別。2極化最優(yōu)投影地貌識別算法極化信息作為回波信號的又一可利用信息，已經廣泛應用于目標探測與識別領域。根據Krogager［10］的相關研究成果，任一目標的極化散射矩陣都可以分解成球、二面角和螺旋體3種成分，根據目標的組成成分的差異，達到目標識別的目的。但是，對于平臺毫米波探測器而言，探測范圍內的地形較為復雜，多為山地、丘陵等，如圖3所示。圖3探測器探測區(qū)域內地貌示意圖對于圖3所示的地貌特征，分解為球、二面角和螺旋體3種結構之后，所得地貌的組成成分差異較小，難以區(qū)分地貌屬性。因此，需要對組成成分標準體進行改進，用于擴大差異性，有利于實現地貌屬性確定。結合Krogager的思想，本文提出一種基于極化最優(yōu)投影的地貌識別（PolarizedOptimalProjectionLandscapeRecognition，POP-LR）算法，并建立由四棱錐、圓臺、球組成的投影基，將地表極化回波信息投影到上述投影基內，得到最優(yōu)投影條件下的不同地貌“坐標”（由不同基底投影距離組成），從而判斷地形屬性，完成地貌識別。2.1散射矩陣旋轉不變參數在極化探測器目標識別過程中，目標結構特性成為了關注的焦點。因此，需要建立與位置、觀測角度無關的極化特征量。在單站雷達中如果互易定理成立，目標散射矩陣為一軸對稱矩陣，可表示為：（1）其中，Shv=Svh，下標“ij”表示j極化方式發(fā)射，i極化方式接收；h表征水平極化，v表征垂直極化。當入射角度發(fā)生改變時，目標散射矩陣?
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于數字高程模型數據的機載認知雷達地雜波建模方法研究[J]. 饒妮妮,陳星波,周加兵,邱朝陽,劉丁赟. 電子科技大學學報. 2016(04)
[2]雷達極化技術研究現狀與展望[J]. 王雪松. 雷達學報. 2016(02)
[3]基于極化特征的雷達目標識別技術[J]. 宋新景. 雷達科學與技術. 2016(01)
[4]雷達極化信息獲取與處理的研究進展[J]. 代大海,廖斌,肖順平,王雪松. 雷達學報. 2016(02)
[5]基于分數階傅里葉變換的彈載SAR成像算法[J]. 陳勇,趙惠昌,陳思,張淑寧. 物理學報. 2014(11)
[6]基于極化不變量特征的雷達目標識別技術[J]. 王福友,羅釘,劉宏偉. 雷達科學與技術. 2013(02)
[7]一種極化分集制導雷達及低截獲概率信號設計[J]. 宋立眾,喬曉林,吳群. 系統(tǒng)工程與電子技術. 2009(12)
[8]一種基于復加權的目標極化識別方法[J]. 邵仙鶴,李愛芝,嚴發(fā)寶,喬曉林. 南京理工大學學報(自然科學版). 2009(04)
[9]極化雷達遙感中目標特征提取[J]. 高明星,楊健,彭應寧. 電波科學學報. 2004(04)
碩士論文
[1]彈載嵌入式實時雷達信號處理系統(tǒng)設計與研究[D]. 徐瑞.西安電子科技大學 2015
本文編號：2933920
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