收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

高分辨SAR运动目标检测与成像若干技术研究

张云  
【摘要】: 合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)通过宽带脉冲压缩和合成孔径技术提高距离向、方位向分辨率,获得二维图像。随着军事民用领域需求提高以及SAR技术的发展,SAR系统上实现军事及民用运动目标的检测与成像并定位到背景图像上已成为可能。SAR对地面运动目标指示技术(Ground Moving Target Indicator, GMTI)成为SAR领域的研究热点之一,目前SAR-GMTI技术存在以下问题亟待解决:雷达平台的高速运动导致地物杂波的多普勒谱展宽,慢动目标被主杂波淹没而无法检测;目标的径向运动分量引起目标像发生位置偏移,其切向运动分量导致目标像在方位向上发生散焦,其加速度及自身转动分量使得目标回波表现为高阶相位信号形式,多普勒频率随时间作非线性变化,从而增加了目标检测与成像的难度;SAR系统的高分辨使得运动目标跨越距离单元现象更为严重,增加了距离徙动校正处理的复杂性;目前的SAR系统多采用较低脉冲重复频率以避免距离模糊,但低脉冲重复频率减小了目标径向可检测速度范围,不利于运动目标检测,因而SAR-GMTI系统中脉冲重复频率的选择存在距离模糊和测速范围之间的矛盾。如何有效地抑制地物杂波、改善运动目标检测性能、提高目标多普勒参数估计精度成为SAR-GMTI发展的关键技术,为探索上述问题的解决方法,本论文主要研究如下内容: 分析高分辨SAR对运动目标检测与成像存在的问题。建立运动目标回波模型,分析回波多普勒频率特性,指出引起运动目标位置偏移和散焦的原因。从雷达系统、地物背景杂波特性及目标自身运动特征三个方面,研究影响运动目标检测性能的因素,探讨运动目标成像时需要考虑的关键技术问题。概括高分辨SAR进行杂波抑制、目标检测与成像技术重点和难点,为运动目标检测与成像技术的研究工作做前期理论铺垫。 为解决单天线高分辨SAR系统中慢动目标难以检测、运动目标方位测不准等问题,提出子孔径处理方法。分析子孔径回波特征及合成阵列特性,建立等效子阵列模型,研究子孔径成像方法以及子孔径运动目标检测方法。分析子孔径回波中运动目标谱与杂波谱的关系,提出解决运动目标谱分裂问题的方法。利用子视图像序列,通过合成子阵的相位时间关系确定目标的位置。采用子孔径处理减小杂波谱宽,增强检测性能。 针对单天线SAR系统对地面慢速目标检测存在的问题,研究基于子孔径处理的杂波抑制方法。给出高分辨SAR系统下子孔径的选择方法,并研究相位补偿、时间对准、图像配准等处理方法,利用杂波对消和干涉联合处理方法对子孔径回波进行杂波抑制,提高慢速运动目标的检测性能。探讨低信杂比下的运动目标检测方法,利用仿真及实测数据验证方法的有效性。 研究运动目标的多普勒参数估计问题。针对多普勒中心频率估计,给出多普勒中心跟踪法以及基于距离徙动估计的多普勒解模糊方法。阐述匹配傅立叶变换原理,推导高阶匹配变换的数学表达,并对匹配傅立叶变换的多普勒参数估计进行统计特性分析。引入瞬时频率变化率的概念,提出基于复延时结构的时间-频率变化率分布的估计方法,对加速运动目标回波的高阶相位进行可靠估计。通过多普勒参数估计,实现对目标径向、切向速度和加速度的估计。针对非匀速直线运动目标,提出高阶传递函数成像算法,并通过仿真实验进行有效性验证。 研究高分辨率下非平稳运动目标的成像问题。以海上舰船目标作为研究对象,分析目标存在三维转动时的回波特性,理论推导回波多普勒频率形式,并揭示存在自身转动分量时成像处理的关键所在。提出短积累时间内从回波数据中估计多普勒参数的补偿方法,将平动分量补偿和转动分量补偿分别处理获得目标在不同时间段上的像。 通过研究,探讨了高分辨SAR-GMTI的地物杂波抑制和运动目标参数估计方法,改善了运动目标检测性能,提高了运动目标的成像质量,在军事和民用领域具有一定的应用价值和实际意义。 最后概括研究成果,并指出本领域需要进一步研究的问题和探讨方向。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 董永强,陶然,周思永,王越;基于分数阶傅里叶变换的SAR运动目标检测与成像[J];兵工学报;1999年02期
2 韩春明,郭华东,王长林;SAR图像斑点噪声抑制的本质[J];遥感学报;2002年06期
3 谢虹,汪连栋,袁翔宇;对SAR的噪声干扰效果评估研究[J];航天电子对抗;2003年03期
4 潘凤艳,邢孟道,廖桂生;解多普勒中心模糊的一种新方法[J];雷达科学与技术;2003年02期
5 刘昕,朱锡兴,朱敏慧;一种改进的SAR自动聚焦算法[J];电子与信息学报;1997年06期
6 杨莉,袁信;小波分析在SAR图像边缘检测中的应用[J];东南大学学报(自然科学版);2001年02期
7 郦苏丹,王正志,张翠;SAR图像中道路的检测[J];国防科技大学学报;2001年01期
8 钟睿,毛士艺;一种改进的PGA最大似然相位估计法[J];航空学报;2003年06期
9 王盛利,于立,倪晋麟,张光义;高分辨SAR的距离-多普勒-距离成像方法[J];系统工程与电子技术;2003年08期
10 范开国;黄韦艮;贺明霞;傅斌;;SAR浅海水下地形遥感研究进展[J];遥感技术与应用;2008年04期
11 宋平舰,张杰;二维经验模分解在海洋遥感图像信息分离中的应用[J];高技术通讯;2001年09期
12 杨存建,许珺,张增祥;SAR和TM图像主成分变换融合中不同主分量替换的比较[J];国土资源遥感;2001年03期
13 金双根,朱文耀;GPS观测数据提高InSAR干涉测量精度的分析[J];遥感信息;2001年04期
14 陈冰冰,王贞松,张晓振,李明峰;一种全实时SAR方位向数字预处理滤波器的设计[J];计算机研究与发展;2002年08期
15 徐华平,周荫清,李春升;基于频谱偏移估计的分布式星载SAR提高距离向分辨率的数据处理方法[J];电子学报;2003年12期
16 李真芳,邢孟道,王彤,保铮;分布式小卫星SAR实现全孔径分辨率的信号处理[J];电子学报;2003年12期
17 王盛利,于立,倪晋鳞,张光义;合成孔径雷达的有源欺骗干扰方法研究[J];电子学报;2003年12期
18 张向峰;马德宝;牛朝阳;;SAR目标极化识别方法研究[J];微计算机信息;2005年25期
19 范开国;傅斌;黄韦艮;贺明霞;;浅海水下地形的SAR遥感仿真研究[J];海洋学研究;2009年02期
20 潘传红;张松林;杨航;;移动电话电磁辐射测试方法[J];河南机电高等专科学校学报;2009年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 苏晓阳;翟国芳;孙进平;;多模式高分辨率SAR通用成像处理算法设计[A];全国第4届信号和智能信息处理与应用学术会议论文集[C];2010年
2 刘晨;张冠杰;张涛;;基于回波的SAR成像沿航向运动补偿算法[A];2010通信理论与技术新发展——第十五届全国青年通信学术会议论文集(上册)[C];2010年
3 田继华;路绪光;张玉玺;孙进平;;压缩感知SAR成像自聚焦运动补偿[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
4 兰天;余安喜;梁甸农;陈祺;;天线指向量化对多模式SAR成像的影响[A];全国第三届信号和智能信息处理与应用学术交流会专刊[C];2009年
5 邓黾;吴彦鸿;;双站合成孔径雷达ωk成像算法研究[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
6 徐凯;孙淑光;刘瑞华;;基于载机速度变化分析的SAR运动补偿[A];全国第二届信号处理与应用学术会议专刊[C];2008年
7 叶继海;江月松;赵继芝;郭泾平;;基于北斗信号的SAR成像方法研究[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
8 ;Assessment of Statistical Models for Clutter and Target in SAR Images[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
9 王鹏波;陈杰;李春升;;时钟同步误差对多通道天线星载SAR成像性能的影响[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
10 佘二永;;SAR图像目标解译技术分析[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张云;高分辨SAR运动目标检测与成像若干技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 周红;基于子带子孔径的低频SAR成像及运动目标检测技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
3 蔚婧;合成孔径雷达地面运动目标检测若干关键技术研究[D];西安电子科技大学;2009年
4 钱江;SAR-GMTI处理方法研究[D];西安电子科技大学;2011年
5 李延伟;单/双基地极化干涉SAR信号建模、检测及参数反演方法研究[D];国防科学技术大学;2010年
6 岳昔娟;稀少(无)控制条件下机载SAR高精度定位技术研究[D];武汉大学;2009年
7 杨科锋;移变双基地SAR特性与成像方法研究[D];国防科学技术大学;2009年
8 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
9 李宁;双基地高超音速弹载SAR可用性与算法研究[D];国防科学技术大学;2011年
10 戴春杨;移动双基地SAR成像理论与方法研究[D];电子科技大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 廖辉旺;星载SAR Doppler参数估计算法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 黎庆;星载SAR信道建模与回波检测性能研究[D];电子科技大学;2011年
3 何强;弹载SAR干扰抗干扰仿真研究与软件开发[D];电子科技大学;2011年
4 刘洋涛;基于实测数据的机载SAR成像技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
5 廖可非;单激励三维SAR实验系统及成像技术研究[D];电子科技大学;2010年
6 化国强;基于全极化SAR数据玉米长势监测及制图研究[D];南京信息工程大学;2011年
7 王大芳;单极化SAR图像的地形变化检测和森林积雪的多极化仿真[D];复旦大学;2010年
8 张东浩;线阵三维SAR成像算法研究及仿真[D];电子科技大学;2010年
9 张来胜;SAR原始数据压缩算法研究[D];国防科学技术大学;2010年
10 周玉刚;基于宽带合成的高分辨SAR技术研究[D];电子科技大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 通讯员 杨云山;我国首个机载SAR测图系统实现首飞[N];中国航空报;2009年
2 丁阳;SAR:波段操作好帮手[N];江苏经济报;2001年
3 钟勇;国内首套SAR测图系统通过评审[N];中国测绘报;2010年
4 记者 赵亚辉;自主产权机载SAR测图系统研制成功[N];人民日报;2011年
5 记者 姚传富;国家无线电检测中心国内首家提供服务[N];人民邮电;2009年
6 但斌;中国股市今年孕育微妙变化[N];中国贸易报;2001年
7 金美林投资 黄旻宏;如何应用止损策略[N];财经时报;2002年
8 ;北京宏翰[N];江苏经济报;2000年
9 ;恒通证券[N];江苏经济报;2002年
10 银河证券研究中心 李志刚;确认中期调整 近期下探1500[N];华夏时报;2002年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978