基于紧缩极化SAR的船只目标检测方法研究

发布时间：2017-11-24 02:07

  本文关键词：基于紧缩极化SAR的船只目标检测方法研究

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【摘要】：紧缩极化是一种新的合成孔径雷达(SAR)工作模式。由于紧缩极化SAR幅宽远大于全极化SAR,且极化信息远比单极化SAR和双极化SAR丰富,在海上交通运输,渔业管理等领域应用潜力巨大,近年来逐渐成为研究的热点。本文研究了紧缩极化SAR特征的船只目标检测性能及船海散射特性差异,构建了紧缩极化SAR船只目标散射模型,提出了新的紧缩极化SAR特征参数,发展了一种紧缩极化SAR的船只目标检测方法。主要工作有:(1)基于紧缩极化分解理论和重构的紧缩极化SAR数据,本文全面分析了得到的36个紧缩极化特征的船海散射特性差异,并利用船海距离评价了其船只目标检测性能,得到了6个最优的紧缩极化SAR船只目标检测特征,分别为圆度,相对相位,圆极化比,散射角,紧缩极化散射角和椭圆方位角。(2)针对上述圆度等6个紧缩极化特征,本文统计分析了其船海对比度,入射角,窗口大小和船只长度对船只目标检测性能的影响,为后续紧缩极化SAR船只目标检测相关研究提供参考。(3)基于紧缩极化散射矢量和X-Bragg散射模型,建立了紧缩极化SAR船只目标检测模型。基于上述模型,本文以圆极化比,相对相位,圆度为例分析了紧缩极化SAR特征的船只目标和海面散射特性差异。在此基础上,提出了新的紧缩极化特征参数,称为相位因子。与其他6个紧缩极化SAR特征相比,综合分析了相位因子的优势,首先利用紧缩极化SAR船只目标散射模型推导了相位因子的旋转不变特性,相位因子的特征值与海面粗糙度无关,证明了相位因子的稳定性,其次,与其他6个紧缩极化SAR特征相比,5景影像中,相位因子特征的船海距离为其他特征船海距离的1-3倍不等,证明了基于相位因子的船只目标检测性能最优。(4)发展了基于相位因子的紧缩极化SAR船只目标检测算法,介绍了其船只目标检测算法流程,采用重构的紧缩极化SAR数据进行实验,选取了5个检测区域,实验结果表明,与传统的K-CFAR和G0-CFAR相比,基于相位因子的紧缩极化SAR船只目标检测算法的品质因数(FOM)最高,为0.99,而K-CFAR和G0-CFAR的FOM分别为0.90,0.59,所以基于相位因子的船只目标检测方法性能更优,并且有效克服了传统CFAR方法因虚警率设置产生的算法自动性差的缺点。
【学位授予单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN958

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本文编号：1220617