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《中国科学院研究生院(电子学研究所)》 2003年
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合成孔径雷达动目标检测和成像研究

郑明洁  
【摘要】: 动目标检测和成像是合成孔径雷达(SAR)领域中一个十分活跃的研究热点,是SAR要完成的基本功能之一,无论在军事上还是在民用中都具有非常重要的作用。目前,世界上许多国家都在大力发展动目标检测和成像技术,积极研制先进的动目标检测和成像雷达系统,努力寻求各种高效、实用的动目标检测和成像方法。 本论文力图深入研究并改进动目标尤其是慢速运动目标的检测和成像技术,提高动目标检测概率,全面获取动目标的运动参数并对动目标精确成像;同时,试图寻求一些新的动目标检测和成像方法,创新性地解决动目标检测和成像中的关键问题,使之更加先进、高效和实用。 本文的主要贡献包括: 1、建立了运动目标回波散射模型,深入探讨了进行常规SAR成像时,动目标的多普勒中心频率和调频率对动目标图像造成的影响;从时域和频域两方面详细分析了由于目标运动造成的距离徙动效应,建立了距离徙动模型;然后研究了动目标检测原理,并对现有的检测方法进行分类,使之更加系统化;详细分析了动目标信噪比对检测结果的影响,给出了SAR系统动目标成像流程图,指出了动目标成像中的关键环节。 2、针对电子所机载SAR系统的回波数据,采用频域滤波方法有效地进行动目标检测和成像。将接收的实际场景数据与实际系统参数下模拟的典型数据相结合,分析、验证了频域滤波法的性能,并对滤波后的数据采用改进的选大单元平均恒虚警率(GO-CA-CFAR)方法进行处理,判断动目标是否存在;然后对实际的动目标进行检测,准确的估计出目标速度及位置并对目标重新聚焦成像,接下来将聚焦的动目标图像和常规SAR图像迭加,同时得到了回到真实位置的动目标聚焦图像和实际场景SAR图像。 3、深入研究了基于相位中心偏置天线(DPCA)技术的多天线SAR动目标检测和成像方法。针对常规DPCA方法的缺点创新性的提出了一种新的双天线动目标检测方法,建立了该方法的检测模型并对该方法进行了有效的验证,该方法不 合成孔什雷达动口标检测和成像研% 必满足常规方法所必须满足的限制条件就能够进行动目标检测,提高了DPCA 的实用价值。深入分析了DPCA和干涉的原理后,提出一种沿航迹放置的三天 线SAR动目标检测和成像方法,详细描述了该方法的工作机理,给出系统组成 框图,并给出该方法进行动目标检测、定位、测速和成像的步骤,然后给出了计 算机仿真方案及大量的仿真结果,充分证明了采用该方法不仅能够有效的抑制地 杂波、检测动目标,还能够对动目标精确定位,准确估计出动目标的速度,对动 目标重新聚焦成像。文中对动目标检测和成像过程中存在的一些问题如接收机通 道失配、盲速等进行了深入细致的分析,对盲速问题给出了有效的解诀方案。 4、深入研究了基于沿迹干涉衅1)技术的多孔径SAR系统地面动目标检测和 成像方法,给出了采用ATI方法对两幅SAR复图像进行慢速目标检测的完整过 程,详细分析了各种因素如杂波、噪声、目标信杂比、目标速度及多视处理等对 检测性能的影响,并通过大量的仿真给予验证。针对复图像域检测的缺点,本文 创新性地提出了一种在距离-多普勒域内进行干涉处理然后检测动目标的方法, 详细描述了该方法的检测原理,给出了检测过程及计算机仿真验证,经过比较证 明,采用该方法能够获得更好的检测结果。文中还给出一种三孔径干涉SAR动 目标检测、定位、测速及成像方法,描述了该方法的检测原理及检测框图。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(电子学研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TN958

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 李亚超;李晓明;邢孟道;保铮;;天线斜置情况下三通道SAR-GMTI技术研究[J];电子与信息学报;2009年03期
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1 兰竹;袁运能;刘书君;;一种ATI相位误差的盲校正方法[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年
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1 王力宝;多输入多输出合成孔径雷达关键技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
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1 张红敏;多基线InSAR数据仿真及其相位解缠技术研究[D];解放军信息工程大学;2010年
2 孙颖;合成孔径雷达动目标径向速度解模糊方法研究[D];西安电子科技大学;2011年
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5 严浩;分布式SAR环境下GMTI关键技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
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7 李瑞英;合成孔径雷达动目标检测与成像[D];哈尔滨工业大学;2010年
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9 徐超;合成孔径雷达对舰船目标成像算法研究[D];南京航空航天大学;2010年
10 姜恒;时频分析在雷达信号参数估计中的应用研究[D];南京航空航天大学;2011年
【参考文献】
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【共引文献】
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9 曾海彬;曾涛;胡程;朱宇;;聚束SAR成像算法中的几种插值方法比较[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
10 唐斌;郑晓霞;;基于多级嵌套维纳滤波器的空时自适应处理[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
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2 项建弘;基于空时自适应处理的GPS调零技术应用研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
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5 王力宝;多输入多输出合成孔径雷达关键技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
6 王怀军;MIMO雷达成像算法研究[D];国防科学技术大学;2010年
7 郭熙业;主动声呐海底混响信号的合成方法研究[D];国防科学技术大学;2010年
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3 陈磊;激光测风雷达回波信号处理技术的研究[D];长春理工大学;2010年
4 崔盈慧;基于障碍物智能识别的人机融合汽车安全预警研究[D];郑州大学;2010年
5 李婧琳;基于探地雷达的刚性路面板下脱空系统识别方法[D];郑州大学;2010年
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7 姚冰;合成孔径声纳成像及目标检测与识别技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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【同被引文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙颖;合成孔径雷达动目标径向速度解模糊方法研究[D];西安电子科技大学;2011年
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【二级引证文献】
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5 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
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7 刘亚波;SAR/ISAR运动目标检测及成像新技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郑明洁;合成孔径雷达动目标检测和成像研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2003年
2 陆立明;星载合成孔径雷达目标检测技术研究[D];国防科学技术大学;2004年
3 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
4 王力宝;多输入多输出合成孔径雷达关键技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
5 郭微光;机载超宽带合成孔径雷达运动补偿技术研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2003年
6 孙建;SAR影像的海浪信息反演[D];中国海洋大学;2005年
7 于秋则;合成孔径雷达(SAR)图像匹配导航技术研究[D];华中科技大学;2004年
8 沈明威;和差波束空时处理动目标检测技术研究[D];南京航空航天大学;2008年
9 曾斌;分布式卫星SAR慢动目标检测及关键技术研究[D];电子科技大学;2006年
10 张立峰;动目标检测、成像与参数估计方法研究[D];西安电子科技大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王薇漪;基于FrFT的SAR动目标检测与参数估计[D];哈尔滨工业大学;2006年
2 李瑞英;合成孔径雷达动目标检测与成像[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 胡海荣;基于分数阶Fourier变换的合成孔径雷达动目标检测方法[D];浙江工业大学;2009年
4 赵洪冰;机载合成孔径雷达运动目标检测方法研究[D];电子科技大学;2007年
5 尉志文;机载合成孔径雷达地面运动目标检测与成像技术[D];武汉理工大学;2012年
6 付秋华;基于HLA的SAR动目标检测仿真技术研究[D];电子科技大学;2010年
7 黄志文;机载合成孔径雷达对地动目标检测技术的研究[D];合肥工业大学;2003年
8 李林;无人机合成孔径雷达系统技术研究[D];南京理工大学;2011年
9 姚刚;合成孔径雷达成像处理技术研究[D];电子科技大学;2001年
10 胡笑斌;SAR图像目标识别中几个问题的研究[D];合肥工业大学;2005年
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