機載-星載正側視陣列雷達GMTI研究.pdf

1、本論文針對正側視陣列雷達(包括機載雷達和星載雷達)實現(xiàn)GMTI功能，開展了通道相位中心估計，通道幅度、相位誤差盲均衡，SAR圖像域雜波抑制和降維準最優(yōu)處理，運動目標測速、定位以及重聚焦等關鍵技術研究。主要工作包括： 1、在通道相位中心估計過程中，通過利用通道間場景雜波相位差異與多普勒頻率的特定關系，結合相位解纏繞處理和整體最小二乘方法獲得高精度的通道相位中心位置估計結果。在典型機載雷達參數(shù)配置下能夠獲得毫米級的沿航跡基線長度估

2、計精度，滿足運動目標速度估計對相位中心位置誤差的要求。針對通道幅度、相位誤差盲均衡問題，在獲得場景距離一多普勒圖像的基礎上，結合功率挑選準則和回波相位矢量相關矩陣特征分解實現(xiàn)通道相位誤差自適應補償；然后基于相位挑選準則剔除潛在的目標樣本，通過數(shù)據(jù)相關矩陣特征分解實現(xiàn)通道幅度響應特性估計和自適應補償。理論分析并結合仿真實驗和某機載實測數(shù)據(jù)處理表明該方法能夠有效均衡通道響應誤差，對運動目標信號污染具有穩(wěn)健性。 2、針對沿航跡多通道

3、系統(tǒng)慢速運動目標檢測問題，提出了基于廣義特征空間分解的SAR圖像域雜波抑制算法。理論分析證明了唯一最小廣義特征值的存在性和對應特征矢量與雜波空間正交。該方法采用IIR(無限沖擊響應)模型對場景雜波進行自適應預測相消，對圖像配準誤差和雜波起伏具有穩(wěn)健性，能夠有效檢測出主瓣雜波區(qū)的慢速運動目標。 3、提出了一種基于SAR圖像域和/差數(shù)據(jù)模型的雜波抑制降維準最優(yōu)處理方法。在不損失場景信息前提下通過形成圖像域和/差聯(lián)合觀察數(shù)據(jù)矢量達到

4、降維處理目的。從統(tǒng)計意義上看：和通道包含了場景雜波在不同通道間的共同信息；差通道則包含了通道間的差異信息。對和/差通道數(shù)據(jù)進行自適應處理能夠有效抑制場景雜波，并且能夠保留運動目標在通道間的差異信息。理論分析和仿真數(shù)據(jù)處理表明降維準最優(yōu)處理方法不僅在圖像精確配準和均勻場景條件下性能良好；而且在存在圖像配準誤差或非均勻環(huán)境中其性能優(yōu)于傳統(tǒng)最優(yōu)處理和傳統(tǒng)全維非最優(yōu)處理方法。 4、針對不具有方位掃描能力的多通道SAR系統(tǒng)實現(xiàn)運動目標測

5、速、定位功能，首先提出了一種修正的基于單次快拍模型的目標徑向速度估計算法，能夠有效減小慢速運動目標的測速方差，并且具有較低的運算復雜度。然后通過測量不同方位子駐留間目標徑向距離的變化獲得無模糊的目標徑向速度粗估計：最后結合目標導向搜索類方法對目標徑向速度進行精確估計，有效解決了速度測量的模糊問題。仿真結果和實測數(shù)據(jù)處理表明該方法比傳統(tǒng)AMF和原始單次快拍方法具有更好的運動目標定位性能。針對運動目標重聚焦問題，我們有效融合平滑偽Wigne