空間目標(biāo)干涉三維ISAR成像技術(shù)研究
發(fā)布時間:2022-02-23 01:13
空間目標(biāo)主要包括人造衛(wèi)星、空間站、宇宙飛船以及空間碎片等軌道目標(biāo)。隨著空間技術(shù)的發(fā)展,人類空間活動越來越頻繁,空間目標(biāo)的數(shù)量急劇增長,空間環(huán)境日趨復(fù)雜。對空間目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)視、跟蹤和識別,具有重要的社會價值與實際意義。干涉式逆合成孔徑雷達(dá)成像是一種將干涉技術(shù)與逆合成孔徑雷達(dá)(ISAR)技術(shù)相結(jié)合的成像方法,可用于對空間目標(biāo)進(jìn)行三維成像,以獲得其結(jié)構(gòu)特征,是一種有效的空間目標(biāo)識別手段。根據(jù)數(shù)據(jù)來源的不同,空間目標(biāo)干涉成像方法可分為不同弧段干涉成像和不同接收天線干涉成像;而根據(jù)運動補償方法的差異,可分為基于運動模型分析的干涉成像和基于數(shù)據(jù)自聚焦的干涉成像。本文緊密圍繞空間目標(biāo)干涉三維ISAR成像的實際應(yīng)用,在空間目標(biāo)與雷達(dá)的相對運動、干涉三維ISAR成像圖像配準(zhǔn)和相位補償以及雙弧段干涉三維ISAR成像方法等方面進(jìn)行了深入研究。首先,從干涉三維ISAR成像基本原理出發(fā),分別在正視和斜視兩種干涉場景下推導(dǎo)出干涉相位與散射點三維坐標(biāo)以及干涉基線等相關(guān)參數(shù)之間的解析表達(dá)式,并從原理上比較干涉成像和常規(guī)ISAR成像的異同。針對當(dāng)前空間目標(biāo)ISAR成像中忽略了由目標(biāo)姿態(tài)變化引起的相對轉(zhuǎn)動問題,研究了更為精...
【文章來源】:北京理工大學(xué)北京市211工程院校985工程院校
【文章頁數(shù)】:143 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 研究背景和意義
1.2 研究歷史和現(xiàn)狀
1.2.1 空間目標(biāo)ISAR成像雷達(dá)
1.2.2 干涉三維ISAR成像技術(shù)
1.3 論文主要工作和內(nèi)容安排
第2章 空間目標(biāo)成像原理與運動模型
2.1 引言
2.2 干涉ISAR成像基本原理
2.2.1 ISAR成像基本原理
2.2.2 干涉成像基本原理
2.2.3 干涉成像與ISAR成像比較
2.3 空間目標(biāo)與雷達(dá)相對運動模型
2.3.1 常用坐標(biāo)系
2.3.2 地慣系下雷達(dá)視線轉(zhuǎn)動
2.3.3 星體坐標(biāo)系下雷達(dá)視線轉(zhuǎn)動
2.3.4 仿真實驗
2.4 相對運動與成像關(guān)系分析
2.4.1 ISAR成像坐標(biāo)系分析
2.4.2 雷達(dá)視線變化對應(yīng)的二維成像和干涉成像
2.5 空間目標(biāo)ISAR成像仿真
2.5.1 散射點距離和速度仿真
2.5.2 不同時間段ISAR成像仿真
2.5.3 不同累積轉(zhuǎn)角ISAR成像仿真
2.6 小結(jié)
第3章 干涉三維ISAR成像關(guān)鍵問題分析
3.1 引言
3.2 不同天線視角差引起的圖像差異及配準(zhǔn)約束
3.3 平動補償方法對干涉三維成像影響
3.3.1 參數(shù)化平動補償對干涉成像影響
3.3.2 非參數(shù)化平動補償對干涉成像影響
3.3.3 平動補償后的圖像配準(zhǔn)和相位校正
3.3.4 仿真實驗
3.4 成像平面非勻速轉(zhuǎn)動對干涉三維成像影響
3.4.1 空間目標(biāo)的成像平面轉(zhuǎn)動分析
3.4.2 ISAR圖像聚焦效果和相位誤差分析
3.4.3 基于分?jǐn)?shù)階傅里葉變換的ISAR成像方法
3.5 空間目標(biāo)干涉三維成像處理流程
3.6 小結(jié)
第4章 空間目標(biāo)雙弧段干涉三維ISAR成像
4.1 引言
4.2 雙弧段干涉成像方法
4.2.1 回波模型
4.2.2 干涉相位
4.2.3 圖像配準(zhǔn)
4.3 雙弧段干涉約束條件
4.4 空間目標(biāo)單圈次干涉成像
4.4.1 兩成像弧段時間間隔
4.4.2 兩成像弧段數(shù)據(jù)重疊率及間隔
4.4.3 仿真實驗
4.5 空間目標(biāo)雙圈次干涉成像
4.5.1 可見弧段的星下點軌跡
4.5.2 不同圈次兩成像弧段的二面角
4.5.3 仿真實驗
4.6 小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
5.1 論文內(nèi)容總結(jié)
5.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Three-dimensional bistatic interferometric ISA Rimaging[J]. 趙莉芝,MARTORELLA Marco,傅雄軍,高梅國. Journal of Beijing Institute of Technology. 2015(01)
[2]雙基地角時變下的逆合成孔徑雷達(dá)越分辨單元徙動校正算法[J]. 郭寶鋒,尚朝軒,王俊嶺,高梅國,傅雄軍. 物理學(xué)報. 2014(23)
[3]ISAR像目標(biāo)識別中的預(yù)處理及特征提取[J]. 章婧. 中國新通信. 2013(02)
[4]ISAR target recognition based on non-negative sparse coding[J]. Ning Tang , Xunzhang Gao, and Xiang Li Institute of Space Electronic Technology, National University of Defense Technology, Changsha 410073, P. R. China. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2012(06)
[5]ISAR成像系統(tǒng)與技術(shù)發(fā)展綜述[J]. 周萬幸. 現(xiàn)代雷達(dá). 2012(09)
[6]基于MFT的非勻速轉(zhuǎn)動目標(biāo)干涉ISAR三維成像方法[J]. 付耀文,李亞楠,黎湘. 宇航學(xué)報. 2012(06)
[7]一種基于相位校正的InISAR圖像配準(zhǔn)新方法[J]. 劉承蘭,高勛章,賀峰,黎湘. 國防科技大學(xué)學(xué)報. 2011(05)
[8]干涉式逆合成孔徑雷達(dá)成像技術(shù)綜述[J]. 劉承蘭,高勛章,黎湘. 信號處理. 2011(05)
[9]干涉ISAR三維成像試驗研究[J]. 黎海林. 現(xiàn)代雷達(dá). 2010(05)
[10]美國導(dǎo)彈防御地基雷達(dá)的發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 毛二可,譚懷英,郭建明. 兵器知識. 2010(02)
博士論文
[1]干涉逆合成孔徑雷達(dá)(InISAR)三維成像技術(shù)研究[D]. 劉承蘭.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012
[2]對空間目標(biāo)的星載干涉ISAR三維成像技術(shù)研究[D]. 曹星慧.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[3]圖像配準(zhǔn)技術(shù)及其應(yīng)用的研究[D]. 宋智禮.復(fù)旦大學(xué) 2010
[4]InISAR三維成像的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張冬晨.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009
[5]高分辨ISAR成像新技術(shù)研究[D]. 高昭昭.西安電子科技大學(xué) 2009
[6]寬帶雷達(dá)目標(biāo)識別技術(shù)研究[D]. 李麗亞.西安電子科技大學(xué) 2009
[7]雷達(dá)目標(biāo)三維成像技術(shù)研究[D]. 馬長征.西安電子科技大學(xué) 1999
碩士論文
[1]基于序列二維ISAR圖像的目標(biāo)三維重構(gòu)方法的研究[D]. 董鶴.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[2]圖像配準(zhǔn)的理論及其相關(guān)算法研究[D]. 李哲.西安電子科技大學(xué) 2011
[3]基于特征的圖像配準(zhǔn)算法研究[D]. 陳賢巧.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009
[4]高分辨ISAR成像及三維成像方法研究[D]. 張弛.電子科技大學(xué) 2008
[5]平穩(wěn)目標(biāo)ISAR成像及三維重構(gòu)技術(shù)研究[D]. 趙哲.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2007
[6]單站ISAR對外空目標(biāo)3-D成像技術(shù)研究[D]. 崔揚.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
本文編號:3640570
【文章來源】:北京理工大學(xué)北京市211工程院校985工程院校
【文章頁數(shù)】:143 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 研究背景和意義
1.2 研究歷史和現(xiàn)狀
1.2.1 空間目標(biāo)ISAR成像雷達(dá)
1.2.2 干涉三維ISAR成像技術(shù)
1.3 論文主要工作和內(nèi)容安排
第2章 空間目標(biāo)成像原理與運動模型
2.1 引言
2.2 干涉ISAR成像基本原理
2.2.1 ISAR成像基本原理
2.2.2 干涉成像基本原理
2.2.3 干涉成像與ISAR成像比較
2.3 空間目標(biāo)與雷達(dá)相對運動模型
2.3.1 常用坐標(biāo)系
2.3.2 地慣系下雷達(dá)視線轉(zhuǎn)動
2.3.3 星體坐標(biāo)系下雷達(dá)視線轉(zhuǎn)動
2.3.4 仿真實驗
2.4 相對運動與成像關(guān)系分析
2.4.1 ISAR成像坐標(biāo)系分析
2.4.2 雷達(dá)視線變化對應(yīng)的二維成像和干涉成像
2.5 空間目標(biāo)ISAR成像仿真
2.5.1 散射點距離和速度仿真
2.5.2 不同時間段ISAR成像仿真
2.5.3 不同累積轉(zhuǎn)角ISAR成像仿真
2.6 小結(jié)
第3章 干涉三維ISAR成像關(guān)鍵問題分析
3.1 引言
3.2 不同天線視角差引起的圖像差異及配準(zhǔn)約束
3.3 平動補償方法對干涉三維成像影響
3.3.1 參數(shù)化平動補償對干涉成像影響
3.3.2 非參數(shù)化平動補償對干涉成像影響
3.3.3 平動補償后的圖像配準(zhǔn)和相位校正
3.3.4 仿真實驗
3.4 成像平面非勻速轉(zhuǎn)動對干涉三維成像影響
3.4.1 空間目標(biāo)的成像平面轉(zhuǎn)動分析
3.4.2 ISAR圖像聚焦效果和相位誤差分析
3.4.3 基于分?jǐn)?shù)階傅里葉變換的ISAR成像方法
3.5 空間目標(biāo)干涉三維成像處理流程
3.6 小結(jié)
第4章 空間目標(biāo)雙弧段干涉三維ISAR成像
4.1 引言
4.2 雙弧段干涉成像方法
4.2.1 回波模型
4.2.2 干涉相位
4.2.3 圖像配準(zhǔn)
4.3 雙弧段干涉約束條件
4.4 空間目標(biāo)單圈次干涉成像
4.4.1 兩成像弧段時間間隔
4.4.2 兩成像弧段數(shù)據(jù)重疊率及間隔
4.4.3 仿真實驗
4.5 空間目標(biāo)雙圈次干涉成像
4.5.1 可見弧段的星下點軌跡
4.5.2 不同圈次兩成像弧段的二面角
4.5.3 仿真實驗
4.6 小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
5.1 論文內(nèi)容總結(jié)
5.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Three-dimensional bistatic interferometric ISA Rimaging[J]. 趙莉芝,MARTORELLA Marco,傅雄軍,高梅國. Journal of Beijing Institute of Technology. 2015(01)
[2]雙基地角時變下的逆合成孔徑雷達(dá)越分辨單元徙動校正算法[J]. 郭寶鋒,尚朝軒,王俊嶺,高梅國,傅雄軍. 物理學(xué)報. 2014(23)
[3]ISAR像目標(biāo)識別中的預(yù)處理及特征提取[J]. 章婧. 中國新通信. 2013(02)
[4]ISAR target recognition based on non-negative sparse coding[J]. Ning Tang , Xunzhang Gao, and Xiang Li Institute of Space Electronic Technology, National University of Defense Technology, Changsha 410073, P. R. China. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2012(06)
[5]ISAR成像系統(tǒng)與技術(shù)發(fā)展綜述[J]. 周萬幸. 現(xiàn)代雷達(dá). 2012(09)
[6]基于MFT的非勻速轉(zhuǎn)動目標(biāo)干涉ISAR三維成像方法[J]. 付耀文,李亞楠,黎湘. 宇航學(xué)報. 2012(06)
[7]一種基于相位校正的InISAR圖像配準(zhǔn)新方法[J]. 劉承蘭,高勛章,賀峰,黎湘. 國防科技大學(xué)學(xué)報. 2011(05)
[8]干涉式逆合成孔徑雷達(dá)成像技術(shù)綜述[J]. 劉承蘭,高勛章,黎湘. 信號處理. 2011(05)
[9]干涉ISAR三維成像試驗研究[J]. 黎海林. 現(xiàn)代雷達(dá). 2010(05)
[10]美國導(dǎo)彈防御地基雷達(dá)的發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 毛二可,譚懷英,郭建明. 兵器知識. 2010(02)
博士論文
[1]干涉逆合成孔徑雷達(dá)(InISAR)三維成像技術(shù)研究[D]. 劉承蘭.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012
[2]對空間目標(biāo)的星載干涉ISAR三維成像技術(shù)研究[D]. 曹星慧.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[3]圖像配準(zhǔn)技術(shù)及其應(yīng)用的研究[D]. 宋智禮.復(fù)旦大學(xué) 2010
[4]InISAR三維成像的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張冬晨.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009
[5]高分辨ISAR成像新技術(shù)研究[D]. 高昭昭.西安電子科技大學(xué) 2009
[6]寬帶雷達(dá)目標(biāo)識別技術(shù)研究[D]. 李麗亞.西安電子科技大學(xué) 2009
[7]雷達(dá)目標(biāo)三維成像技術(shù)研究[D]. 馬長征.西安電子科技大學(xué) 1999
碩士論文
[1]基于序列二維ISAR圖像的目標(biāo)三維重構(gòu)方法的研究[D]. 董鶴.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[2]圖像配準(zhǔn)的理論及其相關(guān)算法研究[D]. 李哲.西安電子科技大學(xué) 2011
[3]基于特征的圖像配準(zhǔn)算法研究[D]. 陳賢巧.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009
[4]高分辨ISAR成像及三維成像方法研究[D]. 張弛.電子科技大學(xué) 2008
[5]平穩(wěn)目標(biāo)ISAR成像及三維重構(gòu)技術(shù)研究[D]. 趙哲.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2007
[6]單站ISAR對外空目標(biāo)3-D成像技術(shù)研究[D]. 崔揚.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
本文編號:3640570
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