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《国防科学技术大学》 2011年
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弹道中段目标微动特性及综合识别方法

马梁  
【摘要】:反导防御系统作为弹道导弹的对立面,既为己方提供全方位、多层次的防御,又对敌方产生强大的威慑作用,确保战争中“先发制人”的军事打击无后顾之忧。雷达是反导防御系统中的核心传感器,其目标识别能力很大程度上决定着整个系统的性能。微动特征则是当前学术界公认的弹道中段目标雷达识别的有效特征之一,在诸多识别技术途径中,基于微动的特征提取与识别具有至关重要的作用。论文面向宽带全极化雷达,对弹道中段目标的雷达特性、中段目标微动特征的可测量性、微动特征提取方法以及弹道目标综合识别策略等热点问题进行了研究,并通过暗室测量数据、外场实验数据对部分研究成果进行了验证。本文的主要研究成果包含以下三个方面。 在中段目标雷达特性方面,针对典型几何外形的弹道目标,将其运动特性和散射特性相结合,深入分析了弹道目标独有的雷达特性和全极化雷达回波建模方法。 1.针对弹体不同位置散射中心的微动特性建立了数学模型,获得了滑动型散射中心微多普勒的数学表达式,并揭示出滑动型散射中心微多普勒的非正弦特性。设计了进动目标暗室动态测量实验,首次通过实验验证了散射中心的滑动现象,为中段弹头微多普勒分析提供了更为精确的物理模型。 2.针对旋转对称和非旋转对称两类典型外形的弹道目标,建立了目标微动参数与雷达测量/发射极化基变换之间的相互关系,分析了典型参数下主极化分量和交叉极化分量的变化规律,为基于极化特性的弹道目标识别提供了理论基础。建立了弹道中段目标动态全极化雷达回波的仿真模型,修正了现有文献将偏航、俯仰、横滚等三个欧拉角直接应用于进动目标姿态角计算的方法,并指出雷达单极化通道回波的仿真同样需要目标全极化测量数据的支撑。 在微动特征可测量性和特征提取方面,系统分析了雷达部署位置、雷达性能参数、目标运动参数对微动特性测量的影响,并提出了两种弹道中段目标微动特征提取新方法。 1.以典型反导目标识别雷达为例,分析了雷达的脉冲重复频率、相参积累时间、测速精度、发射信号带宽、雷达部署位置、目标进动角、进动频率以及进动轴指向等诸因素对微动特征提取性能的影响。这为导弹攻防对抗条件下,弹头目标微运特征的测量提供了有价值的理论依据。 2.提出了基于窄带测距信息的微动特征检测与参数估计新方法,在窄带跟踪的同时测量目标的微动特征,该算法运算量小、检测概率高。通过理论分析与导引头的静态外场试验,发现了旋转目标距离像长度一般不等于目标径向几何投影长度的现象,并据此提出了基于距离像时变特性的微动特征提取新方法。实测数据分析表明,该算法比建立在“距离像长度等于径向几何投影长度”假定下的常见方法更准确、稳健。 在弹道目标识别器设计方面,设计了弹道目标综合识别的解决方案及流程框架。在此框架下,提出了一种基于威胁偏好的综合识别策略,从理论上推导了综合识别率与各个单特征分类器性能之间的依存关系。在目标群数目为100,单特征分类器性能不高的情况下,该综合识别器仍能保持较优且稳健的识别效果。分别设计了中程、远程、洲际等三种不同射程弹道导弹的仿真实验,实验结果表明,在单特征分类器无法找出真目标的情况下,综合识别率能保持在80%以上。 论文选题紧密联系结合当前反导雷达目标识别技术发展的现实需求,综合采用理论推导、仿真实验、暗室静态/动态实验和外场实验等方法,提出了新理论和新算法,并进行了验证,研究成果对弹道导弹防御具有重要的理论指导意义。部分成果已成功应用于具体的工程项目中,并取得了良好效果。
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TN974

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【引证文献】
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3 韩勋;杜兰;刘宏伟;;基于窄带雷达组网的空间锥体目标特征提取方法[J];电子与信息学报;2014年12期
4 冯德军;王博;王伟;;弹道中段雷达目标识别研究进展综述[J];中国电子科学研究院学报;2013年02期
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6 赵振冲;王晓丹;宋亚飞;雷蕾;;基于DAMDF的弹道导弹进动周期提取[J];现代雷达;2014年11期
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2 郎需强;基于微多普勒效应的昆虫运动雷达回波特性研究[D];山东农业大学;2014年
【参考文献】
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8 陈行勇;黎湘;郭桂蓉;姜斌;;微进动弹道导弹目标雷达特征提取[J];电子与信息学报;2006年04期
9 代大海;王雪松;邢世其;肖顺平;;全极化散射中心提取与参数估计:P-ESPRIT方法[J];电子与信息学报;2008年08期
10 胡杰民;付耀文;黎湘;;空间锥体目标进动周期估计[J];电子与信息学报;2008年12期
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8 代大海;极化雷达成像及目标特征提取研究[D];国防科学技术大学;2008年
9 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
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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6 管翠萍;;药物靶标G蛋白偶联受体的识别预测[J];安徽农业科学;2010年24期
7 商建;杨汝良;;新一代星载云雨测量雷达系统技术研究[J];安徽农业科学;2010年34期
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4 吕蓬;柳亦兵;马强;魏于凡;;支持向量机在齿轮智能故障诊断中的应用研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 王鹏;张迎春;;基于星敏感器/红外地平仪的自主导航方法研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 ;Fault Pattern Recognition of Rolling Bearings Based on Wavelet Packet and Support Vector Machine[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
7 蒋少华;桂卫华;阳春华;唐朝晖;蒋朝辉;;基于主元分析与支持向量机的方法及其在密闭鼓风炉过程监控诊断中的应用[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
8 王海丰;李壮;任洪娥;赵鹏;;基于非下采样Contourlet变换和SVM的纹理图像分割算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
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10 丁世宏;李世华;陈熙源;;基于非光滑控制技术的挠性飞行器姿态镇定[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
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1 赵莹;半监督支持向量机学习算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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4 柏坚;非线性数学地质模型研究及在滇东南金矿成矿预测中的应用[D];中国地质大学(北京);2010年
5 姚志明;基于步态触觉信息的身份识别研究[D];中国科学技术大学;2010年
6 陈志国;基于群体智能的机器视觉的关键技术研究[D];江南大学;2010年
7 张目;高技术企业信用风险影响因素及评价方法研究[D];电子科技大学;2010年
8 李晋;太赫兹雷达系统总体与信号处理方法研究[D];电子科技大学;2010年
9 宋国明;基于提升小波及SVM优化的模拟电路智能故障诊断方法研究[D];电子科技大学;2010年
10 刘建明;古代壁画图像保护与智能修复技术研究[D];浙江大学;2010年
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1 朱杰;一种基于聚类的支持向量机反问题求解算法[D];河北大学;2007年
2 杨毅;FMCW雷达高度表数字信号处理技术研究[D];中国工程物理研究院;2009年
3 李金华;基于SVM的多类文本分类研究[D];山东科技大学;2010年
4 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
5 江达秀;基于HMAX模型的人脸表情识别研究[D];浙江理工大学;2010年
6 李朋勇;基于全矢高阶谱的故障诊断方法及其应用研究[D];郑州大学;2010年
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10 田守东;基于雷达图像的目标检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
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1 刘爱芳,朱晓华,陆锦辉,刘中;基于离散匹配傅里叶变换的高速运动目标逆合成孔径雷达距离像补偿[J];兵工学报;2004年06期
2 杨苏辉;蒋奇君;张海洋;关俊娜;赵长明;;基于LabVIEW的固体相干激光雷达多普勒测速的信号处理[J];北京理工大学学报;2008年12期
3 韩宁;尚朝轩;董健;;小转角下空间目标双基地ISAR二维成像算法[J];传感器与微系统;2011年11期
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6 饶彬;屈龙海;肖顺平;王雪松;;基于时间序列分析的弹道目标进动周期提取[J];电波科学学报;2011年02期
7 朱小鹏;张群;罗迎;李宏伟;;基于调频连续波的双基逆合成孔径雷达研究[J];电波科学学报;2011年04期
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 向道朴;微多普勒回波模拟与微动特征提取技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
2 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
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5 李霏;跳跃昆虫的运动仿生与感知仿生研究[D];浙江大学;2011年
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7 赵锋;弹道导弹防御跟踪制导雷达探测技术研究[D];国防科学技术大学;2007年
8 李文臣;高速机动目标雷达信号参数估计与成像处理[D];国防科学技术大学;2009年
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10 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
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前6条
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王俊;微弱目标信号积累检测的方法研究[D];西安电子科技大学;1999年
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8 贺志毅;合成宽带毫米波雷达导引头的理论及实现[D];航天第二研究院;2002年
9 周剑雄;光学区雷达目标三维散射中心重构理论与技术[D];国防科学技术大学;2006年
10 陈行勇;微动目标雷达特征提取技术研究[D];国防科学技术大学;2006年
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1 王欣;典型体制雷达干扰技术仿真研究[D];南京理工大学;2002年
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3 代大海;POLSAR图像模拟及目标检测与分类方法研究[D];国防科学技术大学;2003年
4 张居凤;弹道导弹目标动态雷达特性仿真与识别研究[D];国防科学技术大学;2004年
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8 马启烈;鲁卫红;冯存前;牛超;章捷;;基于微动目标主体信息的平动补偿方法[J];现代防御技术;2013年02期
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7 刘启跃;周仲荣;徐桂珍;刘家俊;;微动滑移区域内不同润滑方式的研究[A];第五届全国青年摩擦学学术会议论文集[C];1999年
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2 江苏 顾荣业;能探测“微动”状况的新型传感器WT-1及其应用[N];电子报;2007年
3 本版撰文 苗红梅 陈军珺;百宏微动:自主创新是核心竞争力[N];广东科技报;2009年
4 本报评论记者 汪莹;激活经济“微动力”从降低门槛开始[N];嘉兴日报;2013年
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7 向道朴;微多普勒回波模拟与微动特征提取技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
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2 何莉萍;钛及其合金扭动微动摩擦损特性研究[D];西南交通大学;2011年
3 郭严;车轴材料弯曲微动过程的有限元分析[D];西南交通大学;2010年
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7 宦臣茂;基于ABAQUS的扭转复合微动数值模拟[D];西南交通大学;2011年
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