DBS成像与广域地面动目标检测、定位方法研究

发布时间：2018-02-22 19:31

  本文关键词： 广域GMTI DBS成像 动目标检测 干扰抑制 动目标定位　出处：《西安电子科技大学》2014年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：在战场监视中,机载广域GMTI雷达系统可以对大范围观测场景进行实时成像和动目标检测,从而快速发现有价值的目标。通过对动目标准确定位,实现对动目标的监视和跟踪。广域GMTI具有监视区域广、实时性强、重访率高、可监视运动目标等优点,在军事领域和民用方面具有重要应用价值。本文主要对广域GMTI信号处理中的多普勒波束锐化成像技术、动目标检测和定位技术进行了研究,分析了现有方法的不足并提出了相应的改进方法。论文内容可以概括如下:1.针对现有的DBS成像算法需要利用数据估计多普勒中心频率的不足,提出了一种基于惯导数据辅助的DBS成像方法。不同于SAR成像中对多普勒中心频率准确性的高度依赖,我们利用解完模糊的多普勒中心频率进行DBS成像时,主要是利用其得到主瓣对应的多普勒区域。当雷达系统提供的惯导数据准确性较高时,可以直接利用惯导数据计算得到无模糊的多普勒中心频率,再利用方位向波束宽度得到主瓣对应的多普勒通道,以两者为基础进行DBS成像,简化了DBS成像的流程。此外,文中对存在一次距离模糊时的正侧视阵DBS成像算法进行了研究。2.针对机载雷达回波数据在距离-多普勒平面存在的竖条纹干扰问题,提出了一种基于距离频率域数据平滑的干扰抑制方法。距离-多普勒域中的竖条纹干扰,在距离频率-多普勒域中表现为凝聚成几个强点。首先将数据从距离-多普勒域转换到距离频率-多普勒域,然后将检测出的强点信号用其周围单元的信号的平均值进行替换,最后将数据转换到距离-多普勒域,即可以达到抑制竖条纹干扰的目的。通过实测数据处理,验证了该方法可以有效抑制竖条纹干扰,提高了目标的检测性能。3.利用干涉相位和多普勒频率的对应关系,提出了一种基于惯导直接计算主瓣多普勒频率对应的干涉相位的目标定位方法。通常计算主瓣的干涉相位,需要将两通道的回波数据共轭相乘处理。如果两通道的一致性较差,计算得到的主瓣的干涉相位就会不够准确,进而影响目标的定位精度。利用高精度的惯导数据和干涉相位-多普勒频率之间的数学关系可以直接计算得到主瓣各个多普勒通道的干涉相位,避免了利用数据来估计主瓣干涉相位。通过将检测到的目标定位在DBS图像上和电子地图上,验证了该方法在通道一致性较差的情况下,仍能完成目标的准确定位。
[Abstract]:In battlefield surveillance, airborne wide-area GMTI radar system can perform real-time imaging and moving target detection on a wide range of observation scenes, so as to quickly find valuable targets. Wide area GMTI has the advantages of wide monitoring area, high real-time performance, high revisiting rate, and can monitor moving target, etc. In this paper, Doppler beam-sharpening imaging technology, moving target detection and location technology in wide-area GMTI signal processing are studied. The shortcomings of the existing methods are analyzed and the corresponding improved methods are put forward. The contents of this paper can be summarized as follows: 1. Aiming at the shortcomings of the existing DBS imaging algorithms, we need to estimate the Doppler center frequency by using the data. This paper presents a method of DBS imaging based on inertial navigation data. Different from the high dependence on the accuracy of Doppler center frequency in SAR imaging, we use the deblurring Doppler center frequency to perform DBS imaging. When the accuracy of the inertial navigation data provided by the radar system is high, the Doppler center frequency without ambiguity can be directly calculated by using the inertial navigation data. The Doppler channel corresponding to the main lobe is obtained by using the azimuth beam width, and the DBS imaging is based on the two methods, which simplifies the flow of DBS imaging. In this paper, the DBS imaging algorithm of forward side array with primary range blur is studied. 2. Aiming at the vertical fringe interference of airborne radar echo data in range-Doppler plane, An interference suppression method based on range frequency domain data smoothing is proposed. In the range frequency-Doppler domain, the data is condensed into several strong spots. First, the data is converted from range-Doppler domain to range-frequency-Doppler domain, and then the detected strong spot signal is replaced by the average value of the signal of the unit around it. Finally, the data can be converted to range-Doppler domain, that is, the vertical fringe interference can be suppressed. The experimental data processing shows that the method can effectively suppress the vertical fringe interference. The detection performance of target is improved .3.Using the relationship between interference phase and Doppler frequency, a target location method based on inertial navigation is proposed to calculate the interference phase of the main lobe Doppler frequency directly. Usually, the interference phase of the main lobe is calculated. If the consistency of the two channels is poor, the calculated interference phase of the main lobe will not be accurate enough. By using the high precision inertial navigation data and the mathematical relation between interference phase and Doppler frequency, the interference phase of each Doppler channel of the main lobe can be directly calculated. By locating the detected target on the DBS image and on the electronic map, it is verified that the method can achieve accurate target localization even if the channel consistency is poor.
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN957.52

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本文编号：1525128