合成孔徑雷達(dá)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)成像與檢測(cè)方法研究
發(fā)布時(shí)間:2021-10-07 18:10
近年來(lái),合成孔徑雷達(dá)地面動(dòng)目標(biāo)指示技術(shù)(SAR-GMTI)已經(jīng)成為SAR領(lǐng)域研究的一大熱點(diǎn),F(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)背景下,地面戰(zhàn)場(chǎng)上存在著許多運(yùn)動(dòng)目標(biāo),先進(jìn)的GMTI系統(tǒng)可以協(xié)助偵查戰(zhàn)場(chǎng)形勢(shì)、獲取敵方實(shí)時(shí)情報(bào)、監(jiān)視敵方部署的變化等。SAR-GMTI在現(xiàn)代軍事領(lǐng)域中正在扮演一個(gè)重要的角色。本文立足于多通道機(jī)載SAR系統(tǒng),深入開(kāi)展了對(duì)SAR成像理論、動(dòng)目標(biāo)SAR成像算法、雜波抑制和動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)技術(shù)的研究,提出了一些新的思路和方案,并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)處理驗(yàn)證了本文所提算法和方案在多通道SAR地面動(dòng)目標(biāo)成像與檢測(cè)中的有效性。本文研究?jī)?nèi)容概述如下。1.在研究SAR成像原理和基本算法的基礎(chǔ)上,主要針對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)建立多通道SAR回波模型,分析目標(biāo)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的多普勒參數(shù)的變化對(duì)SAR圖像的影響,并使用距離-多普勒算法仿真靜止目標(biāo)和運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的SAR成像過(guò)程。2.針對(duì)參數(shù)失配導(dǎo)致動(dòng)目標(biāo)SAR圖像出現(xiàn)距離單元走動(dòng)、方位散焦和偏移等現(xiàn)象,提出了一種在距離-方位二維匹配的動(dòng)目標(biāo)高精度成像算法。首先介紹了基于Keystone變換的距離向匹配方法,然后介紹了方位向匹配的方法并對(duì)最大失配誤差引起的散焦作了定量分析,最后經(jīng)過(guò)仿真驗(yàn)...
【文章來(lái)源】:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司電子科學(xué)研究院北京市
【文章頁(yè)數(shù)】:97 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1?SAR動(dòng)目標(biāo)成像與檢測(cè)基本步驟??第一步要抑制地面靜止場(chǎng)景的雜波,先進(jìn)行一次整體的、初步的雜波和目標(biāo)??,
2.2.1?SAR信號(hào)模型??設(shè)定合成孔徑雷達(dá)工作在正側(cè)視模式下,雷達(dá)波束中心與航向垂直,合成孔??徑雷達(dá)觀測(cè)的幾何模型如圖2.1所示。??Z?4?_?夢(mèng)?士,一.??y??圖2.1?SAR觀測(cè)幾何模型??如圖(2.1)所示,建立的坐標(biāo)系xjz中的O-吁為地平面(觀測(cè)地面場(chǎng)景不??考慮地球立體模型)。SAR平臺(tái)高度為A,平臺(tái)幾何坐標(biāo)用P(\y,z)表示,載機(jī)以??速度^沿軸正向勻速飛行,不考慮加速度;設(shè)待觀測(cè)的目標(biāo)在波束覆蓋區(qū)域內(nèi),??設(shè)為點(diǎn)rOpyph)。顯然,SAR平臺(tái)與目標(biāo)的斜距可表示為??R?=?\PT\?=?y/(.x?-?xTy?+?(y?-?yTy?+?dz?-?zT)2?(2.4)??經(jīng)過(guò)時(shí)間J??(i?為慢時(shí)間變量,可理解為平臺(tái)運(yùn)動(dòng)同時(shí)信號(hào)傳播的時(shí)間,稍后詳述)??平臺(tái)坐標(biāo)可表示為為=?%?1,0,A)。設(shè)當(dāng)經(jīng)過(guò)時(shí)間&波束中心照射到了點(diǎn)目??標(biāo)7\即??14??
R(j])?=?R0?+?j^:(r]?-T]〇)2?(2.8)??下面介紹一下SAR合成孔徑長(zhǎng)度和斜視角的幾何關(guān)系。如圖2.2(a)中的空??間幾何關(guān)系所示,合成孔徑長(zhǎng)度等效于真實(shí)孔徑長(zhǎng)度的一半,這體現(xiàn)了合成孔徑??思想的意義。一般用■表示合成孔徑長(zhǎng)度,它和合成孔徑時(shí)間rsar?以及平臺(tái)速??度匕有如下關(guān)系??^sar?=?Ki^sar?(2.9)??圖2.2(b)中,W為測(cè)繪帶寬度,0和40分別表示波束視角和天線(xiàn)半功率點(diǎn)波束角,??Rmax、則為波束照射最遠(yuǎn)點(diǎn)和最近點(diǎn)[65]。由圖可看出,它們有如下關(guān)系??Rmin?=?h???tan?^0?——j?(2.10)??(?AQ\?、??^max?=?htany9?+?(2-1?0??^?=?Rm^-Rmin?(2.12)??接下來(lái)介紹SAR的工作模式Ml?AAR平臺(tái)在隨著載機(jī)沿航向運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,??同時(shí)不斷地發(fā)射、接收信號(hào)。如圖2.3?(a)所示,SAR系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)每隔1/PRF??時(shí)間發(fā)射一個(gè)長(zhǎng)度為7;的Chirp脈沖,然后切換收發(fā)天線(xiàn)開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)為接收回波模式。??本文默認(rèn)為SAR工作在機(jī)載情況下
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Keystone變換實(shí)現(xiàn)方法研究[J]. 王娟,趙永波. 火控雷達(dá)技術(shù). 2011(01)
[2]利用KWT進(jìn)行動(dòng)目標(biāo)成像的三通道SAR-GMTI快速目標(biāo)運(yùn)動(dòng)參數(shù)估計(jì)[J]. 錢(qián)江,蘇軍海,李涼海,邢孟道. 電子與信息學(xué)報(bào). 2010(07)
[3]一種改進(jìn)的基于FrFT的SAR運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)與成像方法[J]. 鄧彬,秦玉亮,王宏強(qiáng),黎湘. 電子與信息學(xué)報(bào). 2008(02)
[4]一種機(jī)載雷達(dá)兩級(jí)降維空時(shí)二維自適應(yīng)處理方法[J]. 李曉明,馮大政. 航空學(xué)報(bào). 2008(01)
[5]機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)降維STAP信號(hào)處理機(jī)的設(shè)計(jì)[J]. 徐玉芬,肖健華. 現(xiàn)代雷達(dá). 2007(08)
[6]國(guó)外合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星發(fā)展趨勢(shì)分析[J]. 孫佳. 裝備指揮技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2007(01)
[7]基于DPCA的雙通道SAR動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)研究[J]. 李兆軍,婁曉光. 電子測(cè)量技術(shù). 2006(03)
[8]基于局部雙參數(shù)估計(jì)的SAR圖像CFAR目標(biāo)檢測(cè)技術(shù)[J]. 王義敏,安錦文,王若樸. 火力與指揮控制. 2006(04)
[9]機(jī)載雙通道SAR/GMTI數(shù)據(jù)域DPCA算法研究[J]. 楊賢林,沈汀. 現(xiàn)代雷達(dá). 2006(04)
[10]基于keystone變換的微弱目標(biāo)檢測(cè)[J]. 張順生,曾濤. 電子學(xué)報(bào). 2005(09)
博士論文
[1]多通道SAR成像理論與方法研究[D]. 龐礴.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014
[2]動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)、成像與參數(shù)估計(jì)方法研究[D]. 張立峰.西安電子科技大學(xué) 2013
[3]多通道SAR-GMTI方法研究[D]. 楊壘.西安電子科技大學(xué) 2009
[4]多通道SAR地面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)與參數(shù)估計(jì)研究[D]. 孫華東.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[5]機(jī)載雷達(dá)簡(jiǎn)易STAP方法及其應(yīng)用[D]. 王彤.西安電子科技大學(xué) 2001
碩士論文
[1]多通道SAR動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)方法研究[D]. 穆慧琳.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]基于多通道合成孔徑雷達(dá)的地面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)[D]. 侯英杰.上海交通大學(xué) 2015
[3]雷達(dá)微弱目標(biāo)檢測(cè)技術(shù)研究[D]. 王娟.西安電子科技大學(xué) 2012
[4]基于DPCA的機(jī)載SAR/GMTI通道均衡技術(shù)研究[D]. 張志祥.南京航空航天大學(xué) 2010
[5]SAR地面動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)方法研究[D]. 武杰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[6]機(jī)載雙通道SAR地面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)成像技術(shù)研究[D]. 楊賢林.中國(guó)科學(xué)院研究生院(電子學(xué)研究所) 2005
本文編號(hào):3422528
【文章來(lái)源】:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司電子科學(xué)研究院北京市
【文章頁(yè)數(shù)】:97 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1?SAR動(dòng)目標(biāo)成像與檢測(cè)基本步驟??第一步要抑制地面靜止場(chǎng)景的雜波,先進(jìn)行一次整體的、初步的雜波和目標(biāo)??,
2.2.1?SAR信號(hào)模型??設(shè)定合成孔徑雷達(dá)工作在正側(cè)視模式下,雷達(dá)波束中心與航向垂直,合成孔??徑雷達(dá)觀測(cè)的幾何模型如圖2.1所示。??Z?4?_?夢(mèng)?士,一.??y??圖2.1?SAR觀測(cè)幾何模型??如圖(2.1)所示,建立的坐標(biāo)系xjz中的O-吁為地平面(觀測(cè)地面場(chǎng)景不??考慮地球立體模型)。SAR平臺(tái)高度為A,平臺(tái)幾何坐標(biāo)用P(\y,z)表示,載機(jī)以??速度^沿軸正向勻速飛行,不考慮加速度;設(shè)待觀測(cè)的目標(biāo)在波束覆蓋區(qū)域內(nèi),??設(shè)為點(diǎn)rOpyph)。顯然,SAR平臺(tái)與目標(biāo)的斜距可表示為??R?=?\PT\?=?y/(.x?-?xTy?+?(y?-?yTy?+?dz?-?zT)2?(2.4)??經(jīng)過(guò)時(shí)間J??(i?為慢時(shí)間變量,可理解為平臺(tái)運(yùn)動(dòng)同時(shí)信號(hào)傳播的時(shí)間,稍后詳述)??平臺(tái)坐標(biāo)可表示為為=?%?1,0,A)。設(shè)當(dāng)經(jīng)過(guò)時(shí)間&波束中心照射到了點(diǎn)目??標(biāo)7\即??14??
R(j])?=?R0?+?j^:(r]?-T]〇)2?(2.8)??下面介紹一下SAR合成孔徑長(zhǎng)度和斜視角的幾何關(guān)系。如圖2.2(a)中的空??間幾何關(guān)系所示,合成孔徑長(zhǎng)度等效于真實(shí)孔徑長(zhǎng)度的一半,這體現(xiàn)了合成孔徑??思想的意義。一般用■表示合成孔徑長(zhǎng)度,它和合成孔徑時(shí)間rsar?以及平臺(tái)速??度匕有如下關(guān)系??^sar?=?Ki^sar?(2.9)??圖2.2(b)中,W為測(cè)繪帶寬度,0和40分別表示波束視角和天線(xiàn)半功率點(diǎn)波束角,??Rmax、則為波束照射最遠(yuǎn)點(diǎn)和最近點(diǎn)[65]。由圖可看出,它們有如下關(guān)系??Rmin?=?h???tan?^0?——j?(2.10)??(?AQ\?、??^max?=?htany9?+?(2-1?0??^?=?Rm^-Rmin?(2.12)??接下來(lái)介紹SAR的工作模式Ml?AAR平臺(tái)在隨著載機(jī)沿航向運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,??同時(shí)不斷地發(fā)射、接收信號(hào)。如圖2.3?(a)所示,SAR系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)每隔1/PRF??時(shí)間發(fā)射一個(gè)長(zhǎng)度為7;的Chirp脈沖,然后切換收發(fā)天線(xiàn)開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)為接收回波模式。??本文默認(rèn)為SAR工作在機(jī)載情況下
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Keystone變換實(shí)現(xiàn)方法研究[J]. 王娟,趙永波. 火控雷達(dá)技術(shù). 2011(01)
[2]利用KWT進(jìn)行動(dòng)目標(biāo)成像的三通道SAR-GMTI快速目標(biāo)運(yùn)動(dòng)參數(shù)估計(jì)[J]. 錢(qián)江,蘇軍海,李涼海,邢孟道. 電子與信息學(xué)報(bào). 2010(07)
[3]一種改進(jìn)的基于FrFT的SAR運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)與成像方法[J]. 鄧彬,秦玉亮,王宏強(qiáng),黎湘. 電子與信息學(xué)報(bào). 2008(02)
[4]一種機(jī)載雷達(dá)兩級(jí)降維空時(shí)二維自適應(yīng)處理方法[J]. 李曉明,馮大政. 航空學(xué)報(bào). 2008(01)
[5]機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)降維STAP信號(hào)處理機(jī)的設(shè)計(jì)[J]. 徐玉芬,肖健華. 現(xiàn)代雷達(dá). 2007(08)
[6]國(guó)外合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星發(fā)展趨勢(shì)分析[J]. 孫佳. 裝備指揮技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2007(01)
[7]基于DPCA的雙通道SAR動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)研究[J]. 李兆軍,婁曉光. 電子測(cè)量技術(shù). 2006(03)
[8]基于局部雙參數(shù)估計(jì)的SAR圖像CFAR目標(biāo)檢測(cè)技術(shù)[J]. 王義敏,安錦文,王若樸. 火力與指揮控制. 2006(04)
[9]機(jī)載雙通道SAR/GMTI數(shù)據(jù)域DPCA算法研究[J]. 楊賢林,沈汀. 現(xiàn)代雷達(dá). 2006(04)
[10]基于keystone變換的微弱目標(biāo)檢測(cè)[J]. 張順生,曾濤. 電子學(xué)報(bào). 2005(09)
博士論文
[1]多通道SAR成像理論與方法研究[D]. 龐礴.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014
[2]動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)、成像與參數(shù)估計(jì)方法研究[D]. 張立峰.西安電子科技大學(xué) 2013
[3]多通道SAR-GMTI方法研究[D]. 楊壘.西安電子科技大學(xué) 2009
[4]多通道SAR地面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)與參數(shù)估計(jì)研究[D]. 孫華東.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[5]機(jī)載雷達(dá)簡(jiǎn)易STAP方法及其應(yīng)用[D]. 王彤.西安電子科技大學(xué) 2001
碩士論文
[1]多通道SAR動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)方法研究[D]. 穆慧琳.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]基于多通道合成孔徑雷達(dá)的地面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)[D]. 侯英杰.上海交通大學(xué) 2015
[3]雷達(dá)微弱目標(biāo)檢測(cè)技術(shù)研究[D]. 王娟.西安電子科技大學(xué) 2012
[4]基于DPCA的機(jī)載SAR/GMTI通道均衡技術(shù)研究[D]. 張志祥.南京航空航天大學(xué) 2010
[5]SAR地面動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)方法研究[D]. 武杰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[6]機(jī)載雙通道SAR地面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)成像技術(shù)研究[D]. 楊賢林.中國(guó)科學(xué)院研究生院(電子學(xué)研究所) 2005
本文編號(hào):3422528
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