星载合成孔径雷达目标检测技术研究

【摘要】：本文结合星载SAR卫星地面接收站的工作特点和军事应用需求,在较系统地分析、综合现有典型SAR目标检测算法的基础上,重新审视和界定SAR目标检测问题。以对特定目标的实时、准实时快速检测和辅助SAR目标管理为目的,研究SAR目标检测新算法和实用技术。作者从SAR的成像机理入手,分析了在SAR成像过程中较有代表性的中间域、回波域和SAR图像域上的目标特性、可能检测的目标和潜在应用,并分别在图像域、距离多卜勒域和回波域上开展目标检测算法研究。 在SAR图像域上,首先分析了SAR图像的噪声分布和几何结构特性;综合回顾了目前一些先进的目标检测技术,并进行了相应的算法实验;继而进一步研究SAR图像中显著结构的提取问题,提出了一种以修正多尺度基本地形构架为特征的区域型目标检测方法,应用于SAR图像上居民区的检测取得了预期的结果。 在距离多卜勒域(Range-Doppler Domain-RDD)上,理论分析了目标在RDD上的特性,探索目标特征的描述和提取问题;在对大量ERS-1/2和Radarsat-1卫星SAR数据的处理、统计基础上,提出了一种全新的基于RDD信息进行地物目标分类的方法;在此基础上,提出了一种综合RDD特征和子孔径相关信息的海岸线检测算法;进而深入讨论斜视SAR情况下算法的RDD特征特征提取问题。 在回波域上,在分析运动目标在SAR数据中的表现特征的基础上,提出了二条不同的技术路线,形成了二种新的SAR-MTD方法:通过修改CS相位补偿因子提取动目标特征的MCS/MTD方法和基于频谱分析技术的Dechirp-MTD新方法,形成对现有方法的有效补充。 文中提出的所有算法均应用于真实星载SAR数据,实验结果显示了算法的有效性和良好的适应性。