發(fā)布時間：2021-02-10 22:02

　　高分辨率合成孔徑雷達(dá)（synthetic aperture radar,SAR）探測技術(shù)因其具有全天時、全天候、大范圍、多參數(shù)等特點,在海洋復(fù)雜環(huán)境下能夠?qū)崿F(xiàn)對各類目標(biāo)的宏觀、長期、連續(xù)、動態(tài)的觀測,是海洋船只監(jiān)測最有效的手段之一。但在實際情況下,運(yùn)動艦船在SAR圖像中往往會出現(xiàn)位置偏移和模糊,同時在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用中,隱身技術(shù)的快速發(fā)展也給SAR圖像船只監(jiān)測帶來了一定的困難�？紤]到以上問題,通過艦船尾跡的特征間接地檢測艦船目標(biāo)成為一種切實可行的辦法。本文針對海面艦船尾跡的SAR探測過程及目標(biāo)檢測方法開展了系統(tǒng)的研究,首先根據(jù)Kelvin尾跡的水動力模型,計算了簡單Wigley船體在不同航速下的尾跡波幾何形態(tài),并基于海譜模型、涌浪模型和線性濾波法,實現(xiàn)對線性海面的形態(tài)建模,再基于高階非線性波理論描述海面非線性特征,并與尾跡波進(jìn)行疊加,進(jìn)而模擬船舶在海面航行時的留下的Kelvin尾跡形態(tài)。針對尾跡目標(biāo)的SAR成像仿真問題,本文在復(fù)合表面散射理論的基礎(chǔ)上,通過借助一階微擾模型和基爾霍夫近似模型建立了用于分析大規(guī)模海面電磁散射特性的面元散射模型。該模型的計算結(jié)果表明,海面尾跡復(fù)合結(jié)構(gòu)電磁散射分... 

【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)】：104 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

Kelvin尾跡波形特征

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-10-設(shè)船舶以速度vs沿x軸正向航行，航行過程中的“自由”表面波沿與x軸夾角為θ的各個角度傳播，Kelvin尾跡波形可以通過疊加所有這些平面波來實現(xiàn)。假如把所研究的船舶目標(biāo)簡化為一個吃水線為拋物線形狀的簡單細(xì)長型船體（也叫做Wigley船型），即可得到波高的如下簡化形式[82]：2/2/22d)]sincos(secsin[)]secexp(1[4),(yxdlbyx(2-1)式中，b,l,d分別代表船舶的半船寬、半船長和吃水深度；μ=g/vs2,g為重力加速度；α為尾跡傳播方向與x軸正向的夾角。如果考慮水的粘滯作用及船體長度帶來的影響，可以將積分分解為船首和船尾兩部分，疊加后的Kelvin尾跡波面高程表示如下[82]：),(),(),(),(),(1100xyxyxylxClyylxCl(2-2)對于上式，有：2/2/22022d)]sincos(secsin[)]secexp(1[4),(yxkklkdlkbyx2/2/22122d)]sincos(seccos[cos)]secexp(1[4),(yxkkdlkbyx式中，C為粘性拖動系數(shù)，本文取0.6。圖2-2計算海域示意圖接下來進(jìn)行Kelvin尾跡的計算，參考XX級航母的型號參數(shù)，取半船長l=158.5m，半船寬b=20.4m，吃水深度d=11.3m，整體簡化為Wigley船型。構(gòu)建

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-11-海平面二維坐標(biāo)系X-Y，如圖2-2所示，艦船中軸線與y軸重合，航行方向為y軸負(fù)方向，計算海域取A-B-C-D-A，面積為256m×256m，位于艦船右側(cè)。首先，不考慮水的粘滯作用，根據(jù)式2-1，分別取艦船航行速度為3m/s，5m/s，10m/s和15m/s四種情況進(jìn)行計算，結(jié)果如圖2-3所示，這里設(shè)圖2-2中D點為原點，取x軸和y軸上等間隔的256個點生成網(wǎng)格，離散間隔為1m。a.vs=3m/sb.vs=5m/sc.vs=10m/sd.vs=15m/s圖2-3不同航速下艦船Kelvin尾跡波高從上圖可以看出，整體上Kelvin尾跡的波幅和波長均隨著船速的增加而顯著增大。從細(xì)節(jié)上看，分歧波沿y方向傳播而橫斷波沿x方向傳播，這兩個波系都呈現(xiàn)出明顯的周期特征，這種現(xiàn)象與實際情況相符。在船行波的組成中，橫斷波在相對低的船速下呈現(xiàn)比較明顯的紋理特征，而隨著航速的增大，Kelvin尾跡則更加明顯的表現(xiàn)出分歧波的特征。


本文編號：3028060