基于稀疏重構(gòu)的空間目標(biāo)感知方法研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-05 05:31
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人類的空間活動(dòng)日益頻繁,規(guī)模不斷擴(kuò)大,導(dǎo)致各國(guó)對(duì)空間資源的爭(zhēng)奪愈演愈烈?臻g目標(biāo)探測(cè)和識(shí)別技術(shù)是獲取“制天權(quán)”的重要手段之一,因此,開(kāi)展空間目標(biāo)探測(cè)技術(shù)的研究對(duì)保障國(guó)家和人民的利益與安全具有重要意義。本文針對(duì)空間目標(biāo)飛行速度快、真假目標(biāo)伴隨飛行、運(yùn)動(dòng)形式復(fù)雜等特點(diǎn),對(duì)空間高速群目標(biāo)檢測(cè)和分辨、旋轉(zhuǎn)目標(biāo)成像、空間目標(biāo)微多普勒感知、空間目標(biāo)運(yùn)動(dòng)建模及運(yùn)動(dòng)參數(shù)估計(jì)等熱點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行了深入研究,主要研究工作可概括為以下四個(gè)方面。1.研究了空間高速群目標(biāo)的檢測(cè)和分辨問(wèn)題?臻g高速運(yùn)動(dòng)群目標(biāo)除存在嚴(yán)重的越距離單元走動(dòng)和多普勒模糊問(wèn)題外,還有兩個(gè)特有的問(wèn)題:1)同一目標(biāo)帶內(nèi)各頻點(diǎn)回波的多普勒模糊次數(shù)不同;2)目標(biāo)群內(nèi)各目標(biāo)間微小的速度差距會(huì)導(dǎo)致多普勒模糊次數(shù)的不同。這兩個(gè)特有問(wèn)題使得基于傳統(tǒng)keystone變換的高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)方法失效。提出了一種新的稀疏keystone變換方法,可以克服以上問(wèn)題。該方法建立在高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的回波模型基礎(chǔ)之上,以目標(biāo)在距離和速度平面上稀疏分布為前提,采用BLOOMP算法求解,實(shí)現(xiàn)空間高速群目標(biāo)的相參積累檢測(cè)和多目標(biāo)分辨。2.研究了旋轉(zhuǎn)目標(biāo)的成像問(wèn)題。在...
【文章來(lái)源】:西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:158 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
符號(hào)對(duì)照表
縮略語(yǔ)對(duì)照表
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 稀疏重構(gòu)的基本理論與研究現(xiàn)狀
1.2.1 稀疏信號(hào)模型
1.2.2 稀疏重構(gòu)理論
1.2.3 稀疏重構(gòu)算法
1.2.4 應(yīng)用舉例
1.3 空間目標(biāo)感知技術(shù)的研究進(jìn)展
1.3.1 空間目標(biāo)雷達(dá)感知系統(tǒng)的發(fā)展歷程
1.3.2 空間高速目標(biāo)檢測(cè)的研究進(jìn)展
1.3.3 太空碎片成像方法的研究進(jìn)展
1.3.4 空間目標(biāo)微動(dòng)特征提取的研究進(jìn)展
1.3.5 空間目標(biāo)運(yùn)動(dòng)參數(shù)估計(jì)方法的研究進(jìn)展
1.4 研究?jī)?nèi)容安排
第二章 基于稀疏重構(gòu)的空間高速群目標(biāo)檢測(cè)與分辨方法
2.1 引言
2.2 高速目標(biāo)雷達(dá)回波模型
2.3 傳統(tǒng)keystone變換及其局限性分析
2.4 基于稀疏keystone變換的高速群目標(biāo)檢測(cè)與分辨方法
2.5 仿真實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析
2.6 本章小結(jié)
第三章 基于稀疏重構(gòu)的旋轉(zhuǎn)目標(biāo)多普勒成像方法
3.1 引言
3.2 旋轉(zhuǎn)目標(biāo)的雷達(dá)回波模型
3.3 稀疏多普勒成像(SDOSI)算法
3.3.1 雷達(dá)回波數(shù)據(jù)的稀疏表示形式
3.3.2 稀疏多普勒成像方法
3.3.3 算法性能評(píng)估
3.3.4 算法應(yīng)用
3.3.5 仿真實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析
3.4 存在遮擋效應(yīng)的旋轉(zhuǎn)目標(biāo)成像
3.4.1 存在遮擋效應(yīng)的旋轉(zhuǎn)目標(biāo)的雷達(dá)回波模型
3.4.2 Fused Lasso簡(jiǎn)介
3.4.3 FLDOSI方法
3.4.4 FLDOSI性能分析
3.4.5 仿真實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析
3.5 本章小結(jié)
第四章 基于稀疏參數(shù)化時(shí)頻分析的空間目標(biāo)微多普勒感知
4.1 引言
4.2 常用時(shí)頻分析方法簡(jiǎn)介
4.2.1 短時(shí)傅立葉變換
4.2.2 Wigner-Ville分布
4.2.3 前后向TVAR模型
4.3 前后向TVAR模型的求解方法
4.3.1 最小二乘求解方法
4.3.2 基于l_1范數(shù)的稀疏求解方法
4.3.3 基于塊稀疏的稀疏求解方法
4.3.4 前后向TVAR模型參數(shù)的選取準(zhǔn)則
4.4 針對(duì)短時(shí)觀測(cè)的空間目標(biāo)微多普勒分析問(wèn)題
4.4.1 自旋目標(biāo)微多普勒分析
4.4.2 進(jìn)動(dòng)目標(biāo)微多普勒分析
4.5 針對(duì)不連續(xù)短時(shí)觀測(cè)的數(shù)據(jù)拼接問(wèn)題
4.5.1 稀疏數(shù)據(jù)片段的前后向TVAR模型表示
4.5.2 時(shí)變諧波模型
4.5.3 仿真實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析
4.6 本章小結(jié)
第五章 基于寬帶觀測(cè)的空間目標(biāo)微動(dòng)感知方法
5.1 引言
5.2 擬規(guī)則進(jìn)動(dòng)剛體目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)方程及一維投影模型
5.2.1 擬規(guī)則進(jìn)動(dòng)目標(biāo)在慣性坐標(biāo)系中的運(yùn)動(dòng)方程
5.2.2 雷達(dá)在連體坐標(biāo)系中的運(yùn)動(dòng)方程
5.2.3 穩(wěn)定散射中心的一維徑向距離歷程
5.3 基于多散射中心徑向距離歷程的運(yùn)動(dòng)參數(shù)估計(jì)
5.3.1 高分辨徑向距離歷程估計(jì)
5.3.2 多散射中心徑向距離關(guān)聯(lián)
5.3.3 基于因式分解的運(yùn)動(dòng)重構(gòu)算法
5.3.4 基于稀疏重構(gòu)的缺失數(shù)據(jù)補(bǔ)全方法
5.3.5 運(yùn)動(dòng)參數(shù)估計(jì)算法
5.3.6 仿真實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析
5.4 基于二維運(yùn)動(dòng)重構(gòu)的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱目標(biāo)擬規(guī)則進(jìn)動(dòng)參數(shù)估計(jì)方法
5.4.1 滑動(dòng)散射中心的一維徑向距離歷程模型
5.4.2 目標(biāo)運(yùn)動(dòng)重構(gòu)方法
5.4.3 章動(dòng)和進(jìn)動(dòng)參數(shù)估計(jì)
5.4.4 仿真實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析
5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 全文工作總結(jié)
6.2 工作展望
附錄A 擬規(guī)則進(jìn)動(dòng)目標(biāo)模型推導(dǎo)
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于塊稀疏的空間碎片群目標(biāo)成像方法[J]. 朱江,廖桂生,朱圣棋. 電子與信息學(xué)報(bào). 2015(03)
[2]基于微多普勒特征的目標(biāo)分類[J]. 賈守卿,江小敏,夏明耀. 電波科學(xué)學(xué)報(bào). 2013(03)
[3]基于高分辨距離像序列的錐柱體目標(biāo)進(jìn)動(dòng)和結(jié)構(gòu)參數(shù)估計(jì)[J]. 姚漢英,孫文峰,馬曉巖. 電子與信息學(xué)報(bào). 2013(03)
[4]基于復(fù)數(shù)經(jīng)驗(yàn)?zāi)J椒纸獾姆切D(zhuǎn)對(duì)稱空間進(jìn)動(dòng)目標(biāo)回波分離及成像研究[J]. 袁斌,徐世友,劉洋,陳曾平. 電子與信息學(xué)報(bào). 2013(01)
[5]自旋尾翼彈頭的雙基地微多普勒研究[J]. 鄒小海,艾小鋒,李永禎,趙鋒,肖順平. 電子與信息學(xué)報(bào). 2012(09)
[6]基于分布式組網(wǎng)雷達(dá)的彈道目標(biāo)三維進(jìn)動(dòng)特征提取[J]. 羅迎,張群,李松,梁穎. 電子學(xué)報(bào). 2012(06)
[7]進(jìn)動(dòng)圓錐彈頭雙基地微多普勒特性分析[J]. 鄒小海,艾小鋒,李永禎,趙鋒,肖順平. 電子與信息學(xué)報(bào). 2012(03)
[8]基于稀疏信號(hào)表示的空間碎片成像[J]. 王虹現(xiàn),梁毅,邢孟道,張守宏. 宇航學(xué)報(bào). 2011(10)
[9]基于壓縮感知的彈道導(dǎo)彈微多普勒提取方法[J]. 李松,朱豐,劉昌云,馮有前,張群. 電波科學(xué)學(xué)報(bào). 2011(05)
[10]空間進(jìn)動(dòng)目標(biāo)微動(dòng)參數(shù)估計(jì)方法[J]. 關(guān)永勝,左群聲,劉宏偉,杜蘭,李彥兵. 電子與信息學(xué)報(bào). 2011(10)
博士論文
[1]彈道中段目標(biāo)微動(dòng)特性及綜合識(shí)別方法[D]. 馬梁.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
[2]雷達(dá)目標(biāo)微動(dòng)特征提取與估計(jì)技術(shù)研究[D]. 李康樂(lè).國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
[3]中段彈道目標(biāo)ISAR成像及物理特性反演技術(shù)研究[D]. 金光虎.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009
[4]高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)ISAR成像方法研究[D]. 張煥穎.西安電子科技大學(xué) 2007
本文編號(hào):3477174
【文章來(lái)源】:西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:158 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
符號(hào)對(duì)照表
縮略語(yǔ)對(duì)照表
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 稀疏重構(gòu)的基本理論與研究現(xiàn)狀
1.2.1 稀疏信號(hào)模型
1.2.2 稀疏重構(gòu)理論
1.2.3 稀疏重構(gòu)算法
1.2.4 應(yīng)用舉例
1.3 空間目標(biāo)感知技術(shù)的研究進(jìn)展
1.3.1 空間目標(biāo)雷達(dá)感知系統(tǒng)的發(fā)展歷程
1.3.2 空間高速目標(biāo)檢測(cè)的研究進(jìn)展
1.3.3 太空碎片成像方法的研究進(jìn)展
1.3.4 空間目標(biāo)微動(dòng)特征提取的研究進(jìn)展
1.3.5 空間目標(biāo)運(yùn)動(dòng)參數(shù)估計(jì)方法的研究進(jìn)展
1.4 研究?jī)?nèi)容安排
第二章 基于稀疏重構(gòu)的空間高速群目標(biāo)檢測(cè)與分辨方法
2.1 引言
2.2 高速目標(biāo)雷達(dá)回波模型
2.3 傳統(tǒng)keystone變換及其局限性分析
2.4 基于稀疏keystone變換的高速群目標(biāo)檢測(cè)與分辨方法
2.5 仿真實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析
2.6 本章小結(jié)
第三章 基于稀疏重構(gòu)的旋轉(zhuǎn)目標(biāo)多普勒成像方法
3.1 引言
3.2 旋轉(zhuǎn)目標(biāo)的雷達(dá)回波模型
3.3 稀疏多普勒成像(SDOSI)算法
3.3.1 雷達(dá)回波數(shù)據(jù)的稀疏表示形式
3.3.2 稀疏多普勒成像方法
3.3.3 算法性能評(píng)估
3.3.4 算法應(yīng)用
3.3.5 仿真實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析
3.4 存在遮擋效應(yīng)的旋轉(zhuǎn)目標(biāo)成像
3.4.1 存在遮擋效應(yīng)的旋轉(zhuǎn)目標(biāo)的雷達(dá)回波模型
3.4.2 Fused Lasso簡(jiǎn)介
3.4.3 FLDOSI方法
3.4.4 FLDOSI性能分析
3.4.5 仿真實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析
3.5 本章小結(jié)
第四章 基于稀疏參數(shù)化時(shí)頻分析的空間目標(biāo)微多普勒感知
4.1 引言
4.2 常用時(shí)頻分析方法簡(jiǎn)介
4.2.1 短時(shí)傅立葉變換
4.2.2 Wigner-Ville分布
4.2.3 前后向TVAR模型
4.3 前后向TVAR模型的求解方法
4.3.1 最小二乘求解方法
4.3.2 基于l_1范數(shù)的稀疏求解方法
4.3.3 基于塊稀疏的稀疏求解方法
4.3.4 前后向TVAR模型參數(shù)的選取準(zhǔn)則
4.4 針對(duì)短時(shí)觀測(cè)的空間目標(biāo)微多普勒分析問(wèn)題
4.4.1 自旋目標(biāo)微多普勒分析
4.4.2 進(jìn)動(dòng)目標(biāo)微多普勒分析
4.5 針對(duì)不連續(xù)短時(shí)觀測(cè)的數(shù)據(jù)拼接問(wèn)題
4.5.1 稀疏數(shù)據(jù)片段的前后向TVAR模型表示
4.5.2 時(shí)變諧波模型
4.5.3 仿真實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析
4.6 本章小結(jié)
第五章 基于寬帶觀測(cè)的空間目標(biāo)微動(dòng)感知方法
5.1 引言
5.2 擬規(guī)則進(jìn)動(dòng)剛體目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)方程及一維投影模型
5.2.1 擬規(guī)則進(jìn)動(dòng)目標(biāo)在慣性坐標(biāo)系中的運(yùn)動(dòng)方程
5.2.2 雷達(dá)在連體坐標(biāo)系中的運(yùn)動(dòng)方程
5.2.3 穩(wěn)定散射中心的一維徑向距離歷程
5.3 基于多散射中心徑向距離歷程的運(yùn)動(dòng)參數(shù)估計(jì)
5.3.1 高分辨徑向距離歷程估計(jì)
5.3.2 多散射中心徑向距離關(guān)聯(lián)
5.3.3 基于因式分解的運(yùn)動(dòng)重構(gòu)算法
5.3.4 基于稀疏重構(gòu)的缺失數(shù)據(jù)補(bǔ)全方法
5.3.5 運(yùn)動(dòng)參數(shù)估計(jì)算法
5.3.6 仿真實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析
5.4 基于二維運(yùn)動(dòng)重構(gòu)的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱目標(biāo)擬規(guī)則進(jìn)動(dòng)參數(shù)估計(jì)方法
5.4.1 滑動(dòng)散射中心的一維徑向距離歷程模型
5.4.2 目標(biāo)運(yùn)動(dòng)重構(gòu)方法
5.4.3 章動(dòng)和進(jìn)動(dòng)參數(shù)估計(jì)
5.4.4 仿真實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析
5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 全文工作總結(jié)
6.2 工作展望
附錄A 擬規(guī)則進(jìn)動(dòng)目標(biāo)模型推導(dǎo)
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于塊稀疏的空間碎片群目標(biāo)成像方法[J]. 朱江,廖桂生,朱圣棋. 電子與信息學(xué)報(bào). 2015(03)
[2]基于微多普勒特征的目標(biāo)分類[J]. 賈守卿,江小敏,夏明耀. 電波科學(xué)學(xué)報(bào). 2013(03)
[3]基于高分辨距離像序列的錐柱體目標(biāo)進(jìn)動(dòng)和結(jié)構(gòu)參數(shù)估計(jì)[J]. 姚漢英,孫文峰,馬曉巖. 電子與信息學(xué)報(bào). 2013(03)
[4]基于復(fù)數(shù)經(jīng)驗(yàn)?zāi)J椒纸獾姆切D(zhuǎn)對(duì)稱空間進(jìn)動(dòng)目標(biāo)回波分離及成像研究[J]. 袁斌,徐世友,劉洋,陳曾平. 電子與信息學(xué)報(bào). 2013(01)
[5]自旋尾翼彈頭的雙基地微多普勒研究[J]. 鄒小海,艾小鋒,李永禎,趙鋒,肖順平. 電子與信息學(xué)報(bào). 2012(09)
[6]基于分布式組網(wǎng)雷達(dá)的彈道目標(biāo)三維進(jìn)動(dòng)特征提取[J]. 羅迎,張群,李松,梁穎. 電子學(xué)報(bào). 2012(06)
[7]進(jìn)動(dòng)圓錐彈頭雙基地微多普勒特性分析[J]. 鄒小海,艾小鋒,李永禎,趙鋒,肖順平. 電子與信息學(xué)報(bào). 2012(03)
[8]基于稀疏信號(hào)表示的空間碎片成像[J]. 王虹現(xiàn),梁毅,邢孟道,張守宏. 宇航學(xué)報(bào). 2011(10)
[9]基于壓縮感知的彈道導(dǎo)彈微多普勒提取方法[J]. 李松,朱豐,劉昌云,馮有前,張群. 電波科學(xué)學(xué)報(bào). 2011(05)
[10]空間進(jìn)動(dòng)目標(biāo)微動(dòng)參數(shù)估計(jì)方法[J]. 關(guān)永勝,左群聲,劉宏偉,杜蘭,李彥兵. 電子與信息學(xué)報(bào). 2011(10)
博士論文
[1]彈道中段目標(biāo)微動(dòng)特性及綜合識(shí)別方法[D]. 馬梁.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011
[2]雷達(dá)目標(biāo)微動(dòng)特征提取與估計(jì)技術(shù)研究[D]. 李康樂(lè).國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
[3]中段彈道目標(biāo)ISAR成像及物理特性反演技術(shù)研究[D]. 金光虎.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009
[4]高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)ISAR成像方法研究[D]. 張煥穎.西安電子科技大學(xué) 2007
本文編號(hào):3477174
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