多通道SAR地面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測與參數(shù)估計(jì)研究.pdf

1、國內(nèi)圖書分類號(hào)：TN957.5學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號(hào)：621.396.969密級(jí)：公開工學(xué)博士學(xué)位論文工學(xué)博士學(xué)位論文多通道SAR地面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測與參數(shù)估計(jì)研究博士研究生：孫華東導(dǎo)師：張曄教授申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)博士學(xué)科：信息與通信工程所在單位：電子與信息技術(shù)研究院答辯日期：2009年3月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)摘要I摘要合成孔徑雷達(dá)(SAR)對(duì)地面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)尤其是慢速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的檢測與參數(shù)估計(jì)是SAR領(lǐng)域中一個(gè)十分活躍的研究熱點(diǎn)

2、，無論在軍事上還是在民用中都具有非常重要的意義。目前，世界上許多國家都在大力發(fā)展動(dòng)目標(biāo)檢測和成像技術(shù)，積極研制先進(jìn)的動(dòng)目標(biāo)檢測雷達(dá)系統(tǒng)，努力尋求各種高效、實(shí)用的動(dòng)目標(biāo)檢測、參數(shù)估計(jì)和成像方法。本文對(duì)多通道SAR地面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測和參數(shù)估計(jì)這一課題進(jìn)行了深入研究，主要的工作有：1.作為基礎(chǔ)研究，本文首先介紹了合成孔徑雷達(dá)的基本原理，建立了SAR運(yùn)動(dòng)目標(biāo)回波模型，深入探討了進(jìn)行常規(guī)SAR成像時(shí)，動(dòng)目標(biāo)的多普勒中心頻率和調(diào)頻率對(duì)成像的影響；接下

3、來詳細(xì)分析了運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的距離徙動(dòng)，借鑒逆合成孔徑雷達(dá)(ISAR)成像中的包絡(luò)對(duì)齊互相關(guān)算法，完成運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的距離徙動(dòng)校正；而后又在分析地雜波統(tǒng)計(jì)特性的基礎(chǔ)上，對(duì)SAR動(dòng)目標(biāo)檢測中的恒虛警率(CFAR)處理進(jìn)行了討論。2.本文深入研究了三種結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)算量少的多通道動(dòng)目標(biāo)檢測算法——DPCA技術(shù)、ATI技術(shù)和時(shí)空等效技術(shù)(STET)。DPCA技術(shù)是通過時(shí)域延遲再相減的方法實(shí)現(xiàn)雜波的對(duì)消；ATI技術(shù)是通過圖像域的干涉相位判斷動(dòng)目標(biāo)存在與否；ST

4、ET是利用時(shí)空等效性把二維序列投影到一維序列，通過新序列的頻域?yàn)V波處理來消除雜波信息。其中，DPCA和STET是基于地雜波抑制的檢測方法，而ATI是基于干涉的檢測方法。文中對(duì)各個(gè)檢測算法的主要性能參數(shù)(最大可檢測速度、最小可檢測速度、改善因子等)進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析，通過大量的仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這三種算法的檢測效果。3.鑒于動(dòng)目標(biāo)信號(hào)的線性調(diào)頻性質(zhì)，本文引入了一種能夠良好估計(jì)線性調(diào)頻信號(hào)(chirp信號(hào))參數(shù)的數(shù)學(xué)工具——分?jǐn)?shù)階傅立葉變換。

5、這里在深入分析DPCA技術(shù)和FrFT的基礎(chǔ)上，提出了在三通道系統(tǒng)下，能夠?qū)AR慢動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行檢測和參數(shù)估計(jì)的DPCAFrFT算法。大量的仿真實(shí)驗(yàn)充分證明了采用該方法不僅能夠有效檢測動(dòng)目標(biāo)，還能夠?qū)?dòng)目標(biāo)進(jìn)行定位，準(zhǔn)確估計(jì)動(dòng)目標(biāo)的速度。4.在深入研究時(shí)空等效技術(shù)(STET)的基礎(chǔ)上，結(jié)合分?jǐn)?shù)階傅立葉變換，本文提出了STETFrFT算法。同樣，此方法在三通道系統(tǒng)下，能夠?qū)AR慢動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行檢測和參數(shù)估計(jì)。大量的仿真實(shí)驗(yàn)表明，由于STET良好