基于稀疏重构的空间目标感知方法研究

发布时间：2021-11-05 05:31

　　随着科学技术的发展,人类的空间活动日益频繁,规模不断扩大,导致各国对空间资源的争夺愈演愈烈。空间目标探测和识别技术是获取“制天权”的重要手段之一,因此,开展空间目标探测技术的研究对保障国家和人民的利益与安全具有重要意义。本文针对空间目标飞行速度快、真假目标伴随飞行、运动形式复杂等特点,对空间高速群目标检测和分辨、旋转目标成像、空间目标微多普勒感知、空间目标运动建模及运动参数估计等热点问题进行了深入研究,主要研究工作可概括为以下四个方面。1.研究了空间高速群目标的检测和分辨问题。空间高速运动群目标除存在严重的越距离单元走动和多普勒模糊问题外,还有两个特有的问题：1)同一目标带内各频点回波的多普勒模糊次数不同；2)目标群内各目标间微小的速度差距会导致多普勒模糊次数的不同。这两个特有问题使得基于传统keystone变换的高速运动目标检测方法失效。提出了一种新的稀疏keystone变换方法,可以克服以上问题。该方法建立在高速运动目标的回波模型基础之上,以目标在距离和速度平面上稀疏分布为前提,采用BLOOMP算法求解,实现空间高速群目标的相参积累检测和多目标分辨。2.研究了旋转目标的成像问题。在... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：158 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 稀疏重构的基本理论与研究现状
        1.2.1 稀疏信号模型
        1.2.2 稀疏重构理论
        1.2.3 稀疏重构算法
        1.2.4 应用举例
    1.3 空间目标感知技术的研究进展
        1.3.1 空间目标雷达感知系统的发展历程
        1.3.2 空间高速目标检测的研究进展
        1.3.3 太空碎片成像方法的研究进展
        1.3.4 空间目标微动特征提取的研究进展
        1.3.5 空间目标运动参数估计方法的研究进展
    1.4 研究内容安排
第二章 基于稀疏重构的空间高速群目标检测与分辨方法
    2.1 引言
    2.2 高速目标雷达回波模型
    2.3 传统keystone变换及其局限性分析
    2.4 基于稀疏keystone变换的高速群目标检测与分辨方法
    2.5 仿真实验与结果分析
    2.6 本章小结
第三章 基于稀疏重构的旋转目标多普勒成像方法
    3.1 引言
    3.2 旋转目标的雷达回波模型
    3.3 稀疏多普勒成像(SDOSI)算法
        3.3.1 雷达回波数据的稀疏表示形式
        3.3.2 稀疏多普勒成像方法
        3.3.3 算法性能评估
        3.3.4 算法应用
        3.3.5 仿真实验与结果分析
    3.4 存在遮挡效应的旋转目标成像
        3.4.1 存在遮挡效应的旋转目标的雷达回波模型
        3.4.2 Fused Lasso简介
        3.4.3 FLDOSI方法
        3.4.4 FLDOSI性能分析
        3.4.5 仿真实验与结果分析
    3.5 本章小结
第四章 基于稀疏参数化时频分析的空间目标微多普勒感知
    4.1 引言
    4.2 常用时频分析方法简介
        4.2.1 短时傅立叶变换
        4.2.2 Wigner-Ville分布
        4.2.3 前后向TVAR模型
    4.3 前后向TVAR模型的求解方法
        4.3.1 最小二乘求解方法
        4.3.2 基于l_1范数的稀疏求解方法
        4.3.3 基于块稀疏的稀疏求解方法
        4.3.4 前后向TVAR模型参数的选取准则
    4.4 针对短时观测的空间目标微多普勒分析问题
        4.4.1 自旋目标微多普勒分析
        4.4.2 进动目标微多普勒分析
    4.5 针对不连续短时观测的数据拼接问题
        4.5.1 稀疏数据片段的前后向TVAR模型表示
        4.5.2 时变谐波模型
        4.5.3 仿真实验与结果分析
    4.6 本章小结
第五章 基于宽带观测的空间目标微动感知方法
    5.1 引言
    5.2 拟规则进动刚体目标的运动方程及一维投影模型
        5.2.1 拟规则进动目标在惯性坐标系中的运动方程
        5.2.2 雷达在连体坐标系中的运动方程
        5.2.3 稳定散射中心的一维径向距离历程
    5.3 基于多散射中心径向距离历程的运动参数估计
        5.3.1 高分辨径向距离历程估计
        5.3.2 多散射中心径向距离关联
        5.3.3 基于因式分解的运动重构算法
        5.3.4 基于稀疏重构的缺失数据补全方法
        5.3.5 运动参数估计算法
        5.3.6 仿真实验与结果分析
    5.4 基于二维运动重构的旋转对称目标拟规则进动参数估计方法
        5.4.1 滑动散射中心的一维径向距离历程模型
        5.4.2 目标运动重构方法
        5.4.3 章动和进动参数估计
        5.4.4 仿真实验与结果分析
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文工作总结
    6.2 工作展望
附录A 拟规则进动目标模型推导
参考文献
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于块稀疏的空间碎片群目标成像方法[J]. 朱江,廖桂生,朱圣棋.  电子与信息学报. 2015(03)
[2]基于微多普勒特征的目标分类[J]. 贾守卿,江小敏,夏明耀.  电波科学学报. 2013(03)
[3]基于高分辨距离像序列的锥柱体目标进动和结构参数估计[J]. 姚汉英,孙文峰,马晓岩.  电子与信息学报. 2013(03)
[4]基于复数经验模式分解的非旋转对称空间进动目标回波分离及成像研究[J]. 袁斌,徐世友,刘洋,陈曾平.  电子与信息学报. 2013(01)
[5]自旋尾翼弹头的双基地微多普勒研究[J]. 邹小海,艾小锋,李永祯,赵锋,肖顺平.  电子与信息学报. 2012(09)
[6]基于分布式组网雷达的弹道目标三维进动特征提取[J]. 罗迎,张群,李松,梁颖.  电子学报. 2012(06)
[7]进动圆锥弹头双基地微多普勒特性分析[J]. 邹小海,艾小锋,李永祯,赵锋,肖顺平.  电子与信息学报. 2012(03)
[8]基于稀疏信号表示的空间碎片成像[J]. 王虹现,梁毅,邢孟道,张守宏.  宇航学报. 2011(10)
[9]基于压缩感知的弹道导弹微多普勒提取方法[J]. 李松,朱丰,刘昌云,冯有前,张群.  电波科学学报. 2011(05)
[10]空间进动目标微动参数估计方法[J]. 关永胜,左群声,刘宏伟,杜兰,李彦兵.  电子与信息学报. 2011(10)

博士论文
[1]弹道中段目标微动特性及综合识别方法[D]. 马梁.国防科学技术大学 2011
[2]雷达目标微动特征提取与估计技术研究[D]. 李康乐.国防科学技术大学 2010
[3]中段弹道目标ISAR成像及物理特性反演技术研究[D]. 金光虎.国防科学技术大学 2009
[4]高速运动目标ISAR成像方法研究[D]. 张焕颖.西安电子科技大学 2007



本文编号：3477174