基于高分辨距離像的雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別研究.pdf

1、探測(cè)與測(cè)距是早期雷達(dá)的基本功能，這已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足現(xiàn)代雷達(dá)需要獲取越來(lái)越多的目標(biāo)信息的需求。在軍用和民用的很多應(yīng)用中，不但需要探測(cè)到目標(biāo)，還要識(shí)別出是什么目標(biāo)，即雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別。目標(biāo)識(shí)別自然成為現(xiàn)代雷達(dá)信息處理中非常重要的研究方向之一。雷達(dá)信號(hào)帶寬的提高使得雷達(dá)具有距離向高分辨能力，可對(duì)目標(biāo)進(jìn)行高分辨成像。高分辨距離像（HRRP）能夠較好的表征觀測(cè)目標(biāo)等效多散射中心沿距離向的分布結(jié)構(gòu)，且易于獲取和處理，為我們提供了一種非常有潛力的雷達(dá)目標(biāo)

2、識(shí)別手段。以高分辨距離像為研究對(duì)象，圍繞著穩(wěn)健特征提取、多特征綜合、多特征信息融合、系統(tǒng)構(gòu)架等關(guān)鍵問(wèn)題，對(duì)雷達(dá)目標(biāo)高分辨距離像識(shí)別中所涉及的相關(guān)理論和關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)展了深入的理論研究和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。論文主要工作和創(chuàng)新之處概況如下：
　　（1）對(duì)兩種典型的流形學(xué)習(xí)算法——鄰域保持投影（NPP）和局部切空間排列（LTSA）進(jìn)行研究，分析了算法具備松弛HRRP的姿態(tài)敏感性的優(yōu)良特性。針對(duì)HRRP雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別，分別提出了增強(qiáng)的鄰域保持投影（ENP

3、P）算法和增強(qiáng)核鄰域保持投影（EKNPP）算法，以及線性鑒別局部切空間排列（LDLTSA）算法和核鑒別局部切空間排列（KDLTSA）算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了所提算法的有效性以及相較于現(xiàn)有的同類(lèi)算法所表現(xiàn)出來(lái)的性能優(yōu)勢(shì)。
　?。?）針對(duì)雷達(dá)HRRP目標(biāo)識(shí)別中由于訓(xùn)練樣本非常有限導(dǎo)致傳統(tǒng)的子空間算法學(xué)習(xí)性能下降的問(wèn)題，對(duì)基于點(diǎn)到空間距離測(cè)度的子空間學(xué)習(xí)算法進(jìn)行分析和研究，提出了兩種新的基于點(diǎn)到空間距離測(cè)度的學(xué)習(xí)算法：鄰域特征空間鑒別分析I

4、（NFSDA-I）和鄰域特征空間鑒別分析II(NFSDA-II)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，相對(duì)于其它已有的點(diǎn)到空間類(lèi)的學(xué)習(xí)算法，NFSDA-I和 NFSDA-II算法的子空間具有更高的多目標(biāo)鑒別能力，目標(biāo)識(shí)別性能較優(yōu)。
　　（3）對(duì)HRRP時(shí)域回波中潛在的目標(biāo)幾何結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行分析，采用統(tǒng)計(jì)的方法，從HRRP時(shí)域回波中提取出8個(gè)從不同角度反映目標(biāo)幾何結(jié)構(gòu)信息的特征量，并采用多特征綜合的研究思路，選擇多個(gè)特征組合起來(lái)得到8個(gè)綜合特征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表

5、明了其中一些幾何結(jié)構(gòu)特征的有效性，如：熵和不規(guī)則度特征，以及多特征綜合識(shí)別所具有的性能優(yōu)勢(shì)。
　?。?）首次將語(yǔ)音識(shí)別領(lǐng)域里有關(guān)譜包絡(luò)的研究成果引入到HRRP雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別中，從HRRP的頻域特性中提取出9個(gè)典型的譜包絡(luò)特征，并組合構(gòu)建了21個(gè)綜合特征，用于目標(biāo)分類(lèi)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所提取的譜包絡(luò)特征對(duì)于 HRRP雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別是有效的，且具有一定的潛力。此外，采用多個(gè)譜包絡(luò)特征綜合識(shí)別的效果良好。
　?。?）研究了基于多特征融合

6、的雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別技術(shù)。對(duì)基于信息融合的雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)框架和相關(guān)的融合算法進(jìn)行了研究，在此基礎(chǔ)上，給出了一個(gè)基于Dempster-Shafer理論多特征融合的HRRP雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別方案，分別提取四種不同特征、采用兩種分類(lèi)器進(jìn)行分類(lèi)，并在決策層上基于Dempster-Shafer理論進(jìn)行融合判決。實(shí)驗(yàn)表明了該融合識(shí)別方案的有效性。
　　（6）對(duì)寬帶數(shù)字陣列雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行研究。以S波段16陣元線陣的寬帶數(shù)字陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，構(gòu)建了基