非直线运动轨迹SAR/ISAR参数估计与成像算法研究
发布时间：2021-11-28 08:22
作为一种新兴的雷达体制,合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）的发明激发了人们对无线电技术研究的热潮,凭借其超高的分辨率,现已在战术侦查、地质检测和交通管制等领域起到了举足轻重的作用。随着雷达技术的高速发展,人们对雷达提出了更高的需求,不仅要求雷达能够在非直线运动轨迹的情形下实现对静止目标或场景的高分辨率成像,还希望雷达具备重构运动目标或场景真实信息的能力。围绕此需求,本文进行了以下几个方面的研究:（1）针对传统合成孔径雷达运动目标成像模型失配的问题,建立了混合SAR/ISAR成像模型,推导了运动目标回波信号的数学表达式,从三个方面详细阐述了目标运动特性对成像的影响,并通过仿真实验进行了验证。（2）针对Radon-Wigner变换和分数阶Fourier变换多普勒参数估计算法运算量大且不能实时估计的缺陷,提出了一种基于Wigner-Ville切片和分数阶Fourier变换的多普勒参数估计算法,该算法能够在保证较高精度的同时快速地实现多普勒参数估计,尤其在实测数据处理方面,其结果展示出所提出算法在SAR实时参数估计领域极强的实际工程应用价值。（3）根据应用...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：110 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
运动目标成像结果发生方位向位置偏移示意图
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文运动目标距离徙动最大值max R 和其相应的距离徙动单元数max n 的表达式为：2 2 2 20 0max max0 0( ) ( )2 8 2 8y r SAR y r SARr SAR r SARr rv T V v R a T v TV v R a TR nR R (2-47)由于YV V ，距离徙动现象主要与距离分辨单元r ，合成孔径时间SART 和目标距离向速度RV 和加速度Ra 有关。为了削弱距离徙动现象对成像的影响，可以通过降低距离向分辨率 或减少合成孔径时间 来实现，降低距离向分辨率 的同时可以起到减少了数据量的目的，缓和了雷达对数据存储器的要求；而减少合成孔径时间 极有可能使得雷达的方位向分辨率有所下降，图 2-7 a)和 2-7 b)分别为静止目标和运动目标的雷达成像仿真结果。
0 0多普勒调频斜率偏差 的存在相当于产生了一个二次相位误差，这个二次相位误差最大值2m 为： 2 20 02 2202200 002024 222X Y X Y Ym SAR dr SARRY Y R YSARV V x a y a VVT f TRV RV y a R a VVxTR (2-49)由于RV V ，目标方位向速度YV 对散焦程度的影响远大于目标距离向速度XV ；同时，目标距离向初始位置0x 一般具有较大的数量级，进而使得由目标距离向加速度Ra 所引起的成像结果散焦也不容随意忽略。图 2-8 a)和图 2-8 b)分别为只具有方位向速度 和只具有距离向加速度 的运动目标雷达成像仿真结果，上述两图的成像目标都为理想的运动点目标，然而其成像结果都表现为一条不理想的直线，发生了一定程度的散焦现象。散焦现象的发生极易使不同类型的目标相互混淆，为后续的目标分类、识别等带来了较大的困难。
【参考文献】：
期刊论文
[1]曲线合成孔径雷达三维成像研究进展与展望[J]. 何峰,杨阳,董臻,梁甸农. 雷达学报. 2015(02)
[2]基于Radon-Wigner变换的非平稳信号分析[J]. 刘思远,贾艳玲. 数字技术与应用. 2014(06)
[3]曲线弹道SAR RD-Dechirp快视成像算法[J]. 王建涛,秦玉亮,范波,王宏强,黎湘. 系统工程与电子技术. 2013(05)
[4]地球同步轨道SAR曲线轨迹模型和成像算法研究[J]. 包敏,徐刚,李亚超,邢孟道,保铮,王万林. 宇航学报. 2011(08)
[5]基于方位非线性变标的弹载SAR下降段成像算法[J]. 周松,包敏,周鹏,邢孟道,保铮. 电子与信息学报. 2011(06)
[6]条带模式、聚束模式和滑动聚束模式的比较[J]. 刘寒艳,宋红军,程增菊. 中国科学院研究生院学报. 2011(03)
[7]基于RD算法的横向规避弹道弹载SAR成像[J]. 秦玉亮,王建涛,王宏强,黎湘. 系统工程与电子技术. 2010(04)
[8]基于SAR实测数据的舰船成像研究[J]. 汪玲,朱岱寅,朱兆达. 电子与信息学报. 2007(02)
[9]机载合成孔径雷达低速运动目标检测和成像的一种新方法[J]. 王玲,陶然,周思永. 兵工学报. 2004(03)
[10]主动雷达成像导引头几个问题的研究[J]. 李道京,张麟兮,俞卞章. 现代雷达. 2003(05)
博士论文
[1]曲线运动轨迹SAR成像方法研究[D]. 唐世阳.西安电子科技大学 2016
[2]高速机动平台SAR成像算法及运动补偿研究[D]. 周松.西安电子科技大学 2013
[3]弹载SAR多种工作模式的成像算法研究[D]. 周鹏.西安电子科技大学 2011
[4]SAR/ISAR运动目标检测及成像新技术研究[D]. 刘亚波.西安电子科技大学 2011
硕士论文
[1]机载SAR/ISAR对舰船成像算法的研究[D]. 李增.哈尔滨工业大学 2016
[2]基于实测数据的机载SAR成像及运动补偿研究[D]. 王海兵.西安电子科技大学 2014
[3]ISAR运动补偿及舰船成像技术研究[D]. 荆腾.南京航空航天大学 2013
[4]基于FrFT的机载SAR成像与动目标检测技术研究[D]. 赵龙飞.南京理工大学 2013
[5]机载SAR对舰船动目标成像问题研究[D]. 周慧源.哈尔滨工业大学 2012
[6]机载合成孔径雷达回波信号仿真研究[D]. 张晨晓.南京理工大学 2012
[7]时频分析在雷达信号参数估计中的应用研究[D]. 姜恒.南京航空航天大学 2011
[8]SAR运动目标检测与运动参量估计方法研究[D]. 魏涛.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：3524068
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：110 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
运动目标成像结果发生方位向位置偏移示意图
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文运动目标距离徙动最大值max R 和其相应的距离徙动单元数max n 的表达式为：2 2 2 20 0max max0 0( ) ( )2 8 2 8y r SAR y r SARr SAR r SARr rv T V v R a T v TV v R a TR nR R (2-47)由于YV V ，距离徙动现象主要与距离分辨单元r ，合成孔径时间SART 和目标距离向速度RV 和加速度Ra 有关。为了削弱距离徙动现象对成像的影响，可以通过降低距离向分辨率 或减少合成孔径时间 来实现，降低距离向分辨率 的同时可以起到减少了数据量的目的，缓和了雷达对数据存储器的要求；而减少合成孔径时间 极有可能使得雷达的方位向分辨率有所下降，图 2-7 a)和 2-7 b)分别为静止目标和运动目标的雷达成像仿真结果。
0 0多普勒调频斜率偏差 的存在相当于产生了一个二次相位误差，这个二次相位误差最大值2m 为： 2 20 02 2202200 002024 222X Y X Y Ym SAR dr SARRY Y R YSARV V x a y a VVT f TRV RV y a R a VVxTR (2-49)由于RV V ，目标方位向速度YV 对散焦程度的影响远大于目标距离向速度XV ；同时，目标距离向初始位置0x 一般具有较大的数量级，进而使得由目标距离向加速度Ra 所引起的成像结果散焦也不容随意忽略。图 2-8 a)和图 2-8 b)分别为只具有方位向速度 和只具有距离向加速度 的运动目标雷达成像仿真结果，上述两图的成像目标都为理想的运动点目标，然而其成像结果都表现为一条不理想的直线，发生了一定程度的散焦现象。散焦现象的发生极易使不同类型的目标相互混淆，为后续的目标分类、识别等带来了较大的困难。
【参考文献】：
期刊论文
[1]曲线合成孔径雷达三维成像研究进展与展望[J]. 何峰,杨阳,董臻,梁甸农. 雷达学报. 2015(02)
[2]基于Radon-Wigner变换的非平稳信号分析[J]. 刘思远,贾艳玲. 数字技术与应用. 2014(06)
[3]曲线弹道SAR RD-Dechirp快视成像算法[J]. 王建涛,秦玉亮,范波,王宏强,黎湘. 系统工程与电子技术. 2013(05)
[4]地球同步轨道SAR曲线轨迹模型和成像算法研究[J]. 包敏,徐刚,李亚超,邢孟道,保铮,王万林. 宇航学报. 2011(08)
[5]基于方位非线性变标的弹载SAR下降段成像算法[J]. 周松,包敏,周鹏,邢孟道,保铮. 电子与信息学报. 2011(06)
[6]条带模式、聚束模式和滑动聚束模式的比较[J]. 刘寒艳,宋红军,程增菊. 中国科学院研究生院学报. 2011(03)
[7]基于RD算法的横向规避弹道弹载SAR成像[J]. 秦玉亮,王建涛,王宏强,黎湘. 系统工程与电子技术. 2010(04)
[8]基于SAR实测数据的舰船成像研究[J]. 汪玲,朱岱寅,朱兆达. 电子与信息学报. 2007(02)
[9]机载合成孔径雷达低速运动目标检测和成像的一种新方法[J]. 王玲,陶然,周思永. 兵工学报. 2004(03)
[10]主动雷达成像导引头几个问题的研究[J]. 李道京,张麟兮,俞卞章. 现代雷达. 2003(05)
博士论文
[1]曲线运动轨迹SAR成像方法研究[D]. 唐世阳.西安电子科技大学 2016
[2]高速机动平台SAR成像算法及运动补偿研究[D]. 周松.西安电子科技大学 2013
[3]弹载SAR多种工作模式的成像算法研究[D]. 周鹏.西安电子科技大学 2011
[4]SAR/ISAR运动目标检测及成像新技术研究[D]. 刘亚波.西安电子科技大学 2011
硕士论文
[1]机载SAR/ISAR对舰船成像算法的研究[D]. 李增.哈尔滨工业大学 2016
[2]基于实测数据的机载SAR成像及运动补偿研究[D]. 王海兵.西安电子科技大学 2014
[3]ISAR运动补偿及舰船成像技术研究[D]. 荆腾.南京航空航天大学 2013
[4]基于FrFT的机载SAR成像与动目标检测技术研究[D]. 赵龙飞.南京理工大学 2013
[5]机载SAR对舰船动目标成像问题研究[D]. 周慧源.哈尔滨工业大学 2012
[6]机载合成孔径雷达回波信号仿真研究[D]. 张晨晓.南京理工大学 2012
[7]时频分析在雷达信号参数估计中的应用研究[D]. 姜恒.南京航空航天大学 2011
[8]SAR运动目标检测与运动参量估计方法研究[D]. 魏涛.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：3524068
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