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《西安电子科技大学》 2000年
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SAR/ISAR超分辨成像研究

孙长印  
【摘要】: 雷达成像现均采用基于傅里叶变换的相干处理。在一些特殊情况下,采用超分辨算 法会有很多好处,如SAR成像要求对广大场景的某些特殊区域作详细观测,超分辨算法 可以获得更高的分辨率;又如对机动目标成像,机动目标回波是非平稳的,散射点子回 波的时频分布相当复杂,为简化计算通常用一阶近似,因而可用的数据段较短,这时采 用超分辨算法可避免由此而引起的分辨率下降。 超分辨算法的高性能建立在实际情况与信号模型一致性的基础上,它对误差的敏感 性比传统方法大得多,如果存在大的模型误差,成像质量会严重下降,甚至其分辨性能 还不如传统方法的。为此,采用超分辨算法作雷达成像处理时,应更多考虑所建立信号 模型的适用性,如场景范围稍大时应考虑距离弯曲效应,目标非匀速转动应考虑多普勒 走动,以及运动补偿误差应作进一步的校正等等。 此外,当利用特征结构超分辨算法从二维信号数据估计其二维谱(即二维图像)时, 需要得到信号的协方差矩阵,而雷达成像采集的数据是一次性的,相当于单次快拍,所 以只能利用降维的子孔径平滑法构造所需的协方差矩阵,此时如何选取子孔径窗长存在 着矛盾:窗长过长则用以平滑的等效快拍数少,协方差矩阵的估计不准确;而窗长过短 又会影响分辨率。妥善地解决这一矛盾并减少运算量,也是超分辨成像所要解决的问题 之一。 为此,本文针对上述问题在以下几个方面展开了研究工作: ·主要针对特征结构超分辨算法普遍存在的问题,如需要二维搜索,需采用子孔径 平滑的方法来获得算法所需的协方差矩阵,从而造成算法运算量大和性能下降等 问题,提出了一种快速有效的超分辨算法。 ·研究了场景目标较大时的超分辨成像问题。传统的超分辨成像算法采用点目标二 维正弦信号模型,在场景目标目标较大情形由于散射点距离走动造成图像模糊。 在建立了场景较大目标雷达成像信号模型的基础上,提出一种基于RELAX的超分 辨算法,同时推出了新信号模型下的CR界。 ·提出了机动目标成像的超分辨算法。当飞机目标作机动飞行时,转速和转轴是时 一卜 们 要 一 变的,若采用传统的算法,则由于多普勒走动,使得图像模糊,甚至无法辨识目 标。在基于多普勒频率分段一阶近似模型的基础上,提出一种基于推广RELAX算法 的线性调频信号参量估计方法,推出了信号模型下的CR界并与新算法的参数估计 性能进行了比较。 ·通过实测数据的机动目标雷达成像超分辨实验,研究了所提出的基于推广RELAX算 法线性调频信号参量估计方法在实测数据环境下的性能。结果表明,在数据长度 相同的情况下,新算法可获得比常规算法旧基于时频分析的机动目标成像方法) 高的分辨率,或者,在分辨率相同的槽况下,需要较短的数据,几种实测数据成 像结果证明新算法对实测环境是稳健的。 ·讨论了机动目标成像中,当存在运动误差等因素时机动目标超分辨成像的分辨能 力。机动目标成像须考虑三维转动造成多普勒频率的时变性质,同时,成像质量 也受到包络对齐误差、自聚焦误差的影响。首先引人分辨函数的概念,然后推出 了存在包络对齐误差、自聚焦误差及三维转动的机动飞行时参数估计CR界,在此 基础上,综合分析存在这些因素时超栅成像的分辨能力。 ·研究距离弯曲情形时的超分辨成像及目标特征参量提取。从超分辨处理的角度出 发,对距离弯曲引起的空变的二次相位髓(oES)采取糟确估计和补偿的方法进行 预处理,然后得到超分辨图像及目标特征参量。仿真和实测数据成像实验表明: 对空变的QPES进行估计并予以+峭,可以提庭成像的质量。
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2000
【分类号】:TN957.52

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 孙长印,保铮;机动目标ISAR超分辨成像的分辨能力研究[J];电子学报;2001年03期
2 任璐,邢孟道,保铮;一种SAR运动目标的自聚焦算法[J];雷达科学与技术;2004年04期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 高勋章;基于高阶统计量的雷达目标高分辨成像研究[D];国防科学技术大学;2004年
2 孙进平;机载聚束模式合成孔径雷达的成像算法研究[D];北京航空航天大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 闫蓉;逆合成孔径雷达超分辨算法研究[D];西安电子科技大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 高世伟,保铮;用数据信号子空间分析等距线阵列分辨信号源数的能力[J];电子学报;1989年01期
2 保铮,邓文彪,杨军;ISAR成像处理中的一种运动补偿方法[J];电子学报;1992年06期
3 王根原,保铮,孙晓兵;基于匀加速多普勒频率模型的ISAR成像[J];电子学报;1997年06期
4 王根原;保铮;;逆合成孔径雷达运动补偿中包络对齐的新方法[J];电子学报;1998年06期
5 孙晓兵;保铮;;对改善ISAR成像质量方法的研究[J];电子学报;1998年06期
6 保铮,孙长印,邢孟道;机动目标的逆合成孔径雷达成像原理与算法[J];电子学报;2000年06期
7 保铮;王根原;;具有三维转动目标的逆合成孔径雷达成像算法[J];西安电子科技大学学报;1997年S1期
8 罗琳;保铮;;目标多维转动对逆合成孔径雷达成像的影响[J];西安电子科技大学学报;1997年S1期
9 孙长印,保铮,张林让;一种快速有效的雷达成像超分辨算法[J];西安电子科技大学学报;1999年06期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 王根原;机动目标的逆合成孔径雷达成像研究[D];西安电子科技大学;1998年
2 罗琳;逆合成孔径雷达成像方法的实验研究[D];西安电子科技大学;1998年
3 卢光跃;逆合成孔径雷达(ISAR)成像技术的改进[D];西安电子科技大学;1999年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张伟;陈前斌;张天骐;邝育军;;基于傅立叶变换的OFDM信道估计方法研究[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2007年04期
2 周新力;孟庆萍;刘华芹;;罗兰C接收机中噪声的抑制技术[J];重庆科技学院学报(自然科学版);2008年01期
3 关振红;常治国;周则明;;一种基于高分辨率雷达的智能交通检测仪[J];电讯技术;2009年10期
4 罗利春;通道失配无源校正算法的收敛性分析[J];电子科技大学学报;1993年04期
5 张晓玲;黄书伟;郭少南;;ISAR运动参数估计和补偿改进方法[J];电子科技大学学报;2008年03期
6 赵霞,熊小伏,郭珂;用细化频谱技术分析断路器操动机构振动信号[J];电力系统自动化;2003年12期
7 周锦荣,谢志文,谢菠荪;计算机虚拟立体声像软件的研究[J];电声技术;2001年01期
8 于斌,宋铮;遗传算法在修正通道相位失配中的应用[J];电子对抗技术;2005年02期
9 张华曹,刘宇,段飞;数字信号处理技术在高含沙量流体流量计中的应用[J];电子测量与仪器学报;2003年03期
10 周治宇;陈豪;;一种基于一维噪声子空间的幅相误差自校正方法[J];电子测量与仪器学报;2009年02期
中国重要会议论文全文数据库 前5条
1 金添;常文革;;基于迭代加权散射重心的包络对齐方法[A];第十一届全国信号处理学术年会(CCSP-2003)论文集[C];2003年
2 杜琳琳;黄小红;许人灿;陈曾平;;基于瞬态极化WV分布的距离对准新方法[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年
3 赵亮;;一种新的的阵列误差自校正算法[A];2008年中国西部青年通信学术会议论文集[C];2008年
4 白浩博;耿英三;王建华;姚建军;冯涛;戴鹏程;;交流接触器智能控制芯片的设计与测试[A];第一届电器装备及其智能化学术会议论文集[C];2007年
5 李卫星;张月;林健智;陈曾平;;基于目标区域提取的快速包络对齐方法[A];全国第五届信号和智能信息处理与应用学术会议专刊(第一册)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈国志;电力谐波和间谐波参数估计算法研究[D];浙江大学;2010年
2 贺思三;微动目标高分辨雷达信号建模及特征提取[D];国防科学技术大学;2010年
3 谢荣;MIMO雷达角度估计算法研究[D];西安电子科技大学;2011年
4 吴孙勇;天基预警雷达微弱动目标检测与定位方法研究[D];西安电子科技大学;2011年
5 白雪茹;空天目标逆合成孔径雷达成像新方法研究[D];西安电子科技大学;2011年
6 徐青;多通道雷达系统阵列误差校正方法研究[D];西安电子科技大学;2011年
7 梁玉;粗糙面及其与目标复合电磁散射建模及快速计算研究[D];西安电子科技大学;2011年
8 李军;高分辨二维和三维ISAR成像方法研究[D];西安电子科技大学;2011年
9 杨博;空基辐射源非合作探测系统关键技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
10 胡杰民;复杂运动目标高分辨雷达成像技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴秀月;基于遗传模拟算法的天线阵元位置校正[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 徐亮;强弱信号测向算法研究[D];西安电子科技大学;2011年
3 李海鹏;基于空间谱估计的阵列误差校正方法研究[D];西安电子科技大学;2011年
4 欧阳耀果;ISAR成像方法分析及目标仿真模型建立[D];西安电子科技大学;2011年
5 张然;ISAR成像的实时信号处理技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
6 于小燕;逆合成孔径雷达成像与定标技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
7 张媛;雷达成像算法的软件实现[D];西安电子科技大学;2011年
8 路也;平流层空间探测技术研究[D];北京邮电大学;2011年
9 刘荣;逆合成孔径雷达成像技术研究[D];南京理工大学;2011年
10 李伟;第二代TDRSS通道校正及波束形成技术研究[D];电子科技大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 程乾生;多谱估计的参数方法[J];电子学报;1991年01期
2 李宏伟,程乾生;乘性和加性噪声中谐波恢复的循环统计量方法[J];电子学报;1998年07期
3 保铮,孙长印,邢孟道;机动目标的逆合成孔径雷达成像原理与算法[J];电子学报;2000年06期
4 李宏伟,袁保宗;几乎周期MA信号参数的闭式递推估计[J];电子学报;2000年10期
5 张旭东,付强,庄钊文;高分辨距离像的运动参数估计[J];电子学报;2002年03期
6 汪飞,王树勋,窦慧晶;基于二维循环统计量的二维谐波信号参数估计[J];电子学报;2003年10期
7 窦慧晶,王树勋,汪飞;乘性和加性噪声相关背景下的二维谐波频率估计[J];电子学报;2004年01期
8 黄永红,毛士艺;一种适于机载前斜视SAR成象处理的Chirp Scaling算法[J];电子学报;1996年03期
9 毛用才,保铮;估计时变幅值复线性调频信号的循环平稳方法及其统计性能分析[J];电子学报;1999年04期
10 毛用才,保铮;多个具有零均值复乘性噪声复谐波信号的循环估计量的性能分析[J];电子科学学刊;1999年04期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 毛用才;几种复高阶循环平稳信号的参数估计研究[D];西安电子科技大学;1997年
2 廖学军;基于高分辨距离像的雷达目标识别[D];西安电子科技大学;1999年
3 黄佑勇;基于高阶累积量的阵列信号多参数估计技术[D];电子科技大学;2001年
4 周代英;雷达目标一维距离像识别研究[D];电子科技大学;2001年
5 付耀文;雷达目标融合识别研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2003年
6 姜卫东;光学区雷达目标结构成像的理论及其在雷达目标识别中的应用[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2000年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 刘雅娟;空间目标宽带成像技术研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
2 徐利民;稳健的空间谱估计算法研究[D];中国人民解放军信息工程大学;2003年
3 邵兆宇;逆合成孔径雷达干扰技术研究[D];西安电子科技大学;2004年
4 陈安;逆合成孔径雷达成像问题研究[D];南京理工大学;2004年
5 王桦;微波成像算法研究与仿真[D];西北工业大学;2006年
6 黄书伟;基于参数估计的ISAR成像运动补偿方法研究[D];电子科技大学;2006年
7 罗静杨;高分辨雷达成像中的谱估计应用研究[D];湖南大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 张刚;祝明波;赵振波;李相平;;基于直线斜飞弹道的弹载SAR成像方案[J];电讯技术;2012年04期
2 姜卫东;;弹道目标电磁特征提取技术的研究进展[J];系统工程与电子技术;2010年10期
3 徐少坤;刘记红;付耀文;黎湘;郭桂蓉;;基于四阶混合累积量的CP-GTD模型参数估计方法[J];信号处理;2011年05期
4 刘寒艳;宋红军;程增菊;;条带模式、聚束模式和滑动聚束模式的比较[J];中国科学院研究生院学报;2011年03期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 聂鑫;SAR超高分辨率成像算法研究[D];南京航空航天大学;2010年
2 安道祥;高分辨率SAR成像处理技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
3 高磊;压缩感知理论在宽带成像雷达Chirp回波处理中的应用研究[D];国防科学技术大学;2011年
4 张秋玲;基于分布式卫星的InSAR技术研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2005年
5 危嵩;机载合成孔径雷达动目标检测与成像研究[D];华中科技大学;2005年
6 金光虎;中段弹道目标ISAR成像及物理特性反演技术研究[D];国防科学技术大学;2009年
7 谢晓春;压缩感知理论在雷达成像中的应用研究[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 韩晓云;机载SAR系统的大斜视高分辨率成像算法研究[D];南京航空航天大学;2009年
2 王娟;机动条件下的高分辨率机载聚束SAR算法研究[D];南京航空航天大学;2011年
3 宋娜;合成孔径雷达成像算法研究[D];南京理工大学;2008年
4 文艳;合成孔径雷达图像的降斑与分割算法及相关技术研究[D];新疆大学;2008年
5 袁仕继;基于宽带信息的中段弹道目标特征提取方法研究[D];国防科学技术大学;2009年
6 祝晨辉;滑动聚束星载合成孔径雷达回波建模与成像研究[D];上海交通大学;2010年
7 王志金;雷达成像算法研究[D];西安电子科技大学;2012年
8 王慧芳;合成孔径雷达成像和动目标检测方法研究[D];西安电子科技大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邓文彪;旋转目标R-D成像处理方法的一些基本特性[J];电子科技大学学报;1990年01期
2 高世伟,保铮;用数据信号子空间分析等距线阵列分辨信号源数的能力[J];电子学报;1989年01期
3 邬小青,朱兆达;同时运动补偿和雷达成象[J];电子学报;1991年01期
4 保铮,邓文彪,杨军;ISAR成像处理中的一种运动补偿方法[J];电子学报;1992年06期
5 孟静,张直中;有孤立源存在时ISAR成像运动补偿[J];电子学报;1992年06期
6 朱兆达,叶蓁如,邬小青;一种超分辨距离多普勒成象方法[J];电子学报;1992年07期
7 易克初,程俊;信号的广义时频表示[J];电子学报;1993年10期
8 朱兆达,邱晓晖,余志舜;用改进的多普勒中心跟踪法进行ISAR运动补偿[J];电子学报;1997年03期
9 王根原,保铮,孙晓兵;基于匀加速多普勒频率模型的ISAR成像[J];电子学报;1997年06期
10 王根原;保铮;;逆合成孔径雷达运动补偿中包络对齐的新方法[J];电子学报;1998年06期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 王根原;机动目标的逆合成孔径雷达成像研究[D];西安电子科技大学;1998年
2 罗琳;逆合成孔径雷达成像方法的实验研究[D];西安电子科技大学;1998年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴强,王国林,许荣庆;ESPRIT超分辨ISAR成像[J];系统工程与电子技术;1999年07期
2 唐劲松,朱兆达,蒋兴舟;神经网络距离-多普勒超分辨雷达成像[J];海军工程大学学报;1997年03期
3 冯德军;王雪松;陈志杰;杨建华;王国玉;;酉ESPRIT超分辨ISAR成像方法[J];电子学报;2005年12期
4 张福宝;刘杰;刘少龙;孙保良;;基于全零点FIR前向滤波网络的超分辨成像方法研究[J];海军航空工程学院学报;2005年03期
5 朱兆达,叶蓁如,邬小青;线性预测数据外推超分辨雷达成像[J];南京航空航天大学学报;1992年06期
6 殷军,朱兆达;超分辨距离-多普勒成像的动态优化方法[J];航空学报;1992年12期
7 马骏声;“GBR”地基成像雷达与目标识别[J];航天电子对抗;1994年02期
8 吕贵洲;魏震生;何强;;基于时频分析的频率步进ISAR成像[J];电子测量与仪器学报;2005年02期
9 徐秀丽;武亚君;童广德;;Chirp-Z技术在目标强散射点模型建立中的应用[J];制导与引信;2006年01期
10 洪韬;梁沂;彭刚;薛明华;王振荣;;正交解调中频误差对脉间变频雷达成像结果的影响[J];遥测遥控;2007年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈薇;陈丹妮;齐璟;牛憨笨;;用于超分辨荧光成像的荧光标记探针[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
2 孙长印;张林让;保铮;;一种时延-多普勒联合超分辨估计算法[A];第九届全国信号处理学术年会(CCSP-99)论文集[C];1999年
3 于斌;陈丹妮;刘磊;屈军乐;牛憨笨;;荧光单分子的频率域纳米级快速定位算法[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
4 付博;强勇;;两种超分辨算法的比较——MUSIC与交替投影法[A];2006通信理论与技术新进展——第十一届全国青年通信学术会议论文集[C];2006年
5 肖繁荣;袁景和;王桂英;徐至展;;正弦变化的振幅型光瞳滤波器[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
6 杨正龙;方大纲;;复像分析中TSA算法的二维扩展[A];2001年全国微波毫米波会议论文集[C];2001年
7 潘时祥;;雷达摄影测量的发展[A];纪念中国测绘学会成立四十周年论文集[C];1999年
8 沈斌;张晓玲;;平台高频振动对THz频段雷达成像的影响分析及其解决方案[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(下册)[C];2008年
9 张慧滔;赵星;张朋;;虚拟焦点的超分辨图像重建方法[A];第十一届中国体视学与图像分析学术会议论文集[C];2006年
10 云茂金;王美;;横向分辨率可调的光瞳滤波器的研究与设计[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 新华;雷达成像揭示吴哥真实“个头”[N];中国旅游报;2007年
2 士元;2009年德国5颗雷达成像侦察卫星天上相聚[N];大众科技报;2007年
3 本报专稿 林寒;德国天基侦察系统建成[N];世界报;2008年
4 本报专稿 林菲;德国新型间谍卫星强化欧洲空间监测能力[N];世界报;2007年
5 郭涛;全力抗震救灾的28个昼夜[N];中国高新技术产业导报;2008年
6 春明;俄火箭送德谍星上天[N];中国国防报;2006年
7 潘学俊;群雄逐鹿太空 九天各显神通[N];解放军报;2007年
8 王新鸣;高新技术决战救灾一线[N];中国电子报;2008年
9 通讯员 王新鸣本报记者 陈敬农;汶川救灾“千里眼”[N];科技日报;2008年
10 陈勇;新照片显示土卫六上可能有“疑似海岸线”[N];新华每日电讯;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙长印;SAR/ISAR超分辨成像研究[D];西安电子科技大学;2000年
2 徐浩;基于空间谱理论和时空两维随机辐射场的雷达成像研究[D];中国科学技术大学;2011年
3 王怀军;MIMO雷达成像算法研究[D];国防科学技术大学;2010年
4 李良超;无源毫米波成像理论与超分辨信号处理技术研究[D];电子科技大学;2009年
5 谢晓春;压缩感知理论在雷达成像中的应用研究[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2010年
6 丁小峰;基于窄带信息的弹道中段目标特性反演技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
7 邵朝;稳健的超分辨算法研究——基于信号分离理论的算法研究[D];西安电子科技大学;1997年
8 孙继禹;MIMO雷达成像的电磁分析与模拟[D];哈尔滨工程大学;2012年
9 陈林;基于金属纳米结构的光波传输与远场超分辨成像[D];武汉大学;2010年
10 杜小勇;稀疏成份分析及在雷达成像处理中的应用[D];国防科学技术大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吕杰;基于通用电磁计算软件的雷达成像系统[D];国防科学技术大学;2010年
2 宋培茗;雷达目标RCS的建模与检测[D];南京理工大学;2004年
3 李鑫;雷达成像与干扰效果评估方法研究[D];西安电子科技大学;2010年
4 陆朋;合成孔径雷达实时成像技术研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2003年
5 张利军;雷达成像的电磁仿真研究[D];西安电子科技大学;2008年
6 胡亚希;CG-FFT在电磁散射中的应用及雷达成像技术[D];西北工业大学;2006年
7 弋宁;合成孔径激光雷达成像仿真实验研究[D];西安电子科技大学;2011年
8 王虹现;机载合成孔径雷达成像算法及实时处理研究[D];西安电子科技大学;2004年
9 王平;基于距离—多普勒算法的调频连续波SAR成像研究[D];南京理工大学;2008年
10 王树超;低截获雷达一维成像研究[D];电子科技大学;2008年
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