【摘要】：作為一種高分辨成像雷達,逆合成孔徑雷達(ISAR)在空間態(tài)勢感知與防空反導中發(fā)揮著愈加重要的作用。目前,如何從空間目標高分辨ISAR像中獲取其形狀、尺寸等信息,進而實現(xiàn)關鍵部件的功能評估、目標特征提取與分類識別是ISAR領域研究的難點與關鍵問題。由于受到數(shù)據(jù)來源與軍事背景限制,較難獲得大量公開的空間目標實測數(shù)據(jù)。針對該問題,本文根據(jù)現(xiàn)有空間目標軌道信息及其三維幾何模型,深入研究了空間目標回波的動態(tài)電磁仿真方法,進而構建典型空間目標的電磁回波數(shù)據(jù)庫,并生成空間目標ISAR像數(shù)據(jù)集。在此基礎上,針對非合作目標姿態(tài)在觀測過程中快速變化,ISAR像易受運動方向、觀測帶寬、相參積累時間、距離與方位采樣率等因素影響而出現(xiàn)復雜未知形變等難題,提出基于多通道空間變換網(wǎng)絡的穩(wěn)健目標識別方法。進一步針對ISAR像樣本較少等問題,提出基于生成對抗網(wǎng)絡(GAN)的ISAR像數(shù)據(jù)擴充方法,從而提高了現(xiàn)有數(shù)據(jù)的利用率。相關研究工作將為提高我國地基雷達的空間目標探測與識別能力提供理論與技術支撐。本文主要工作內容及研究成果可概括為以下幾個部分:第一部分概述了目標電磁散射計算的基本原理,進而介紹了ISAR成像原理及越距離單元徙動校正算法,為后續(xù)典型空間目標的動態(tài)電磁散射計算與ISAR像數(shù)據(jù)庫構建奠定了基礎。第二部分提出一種空間目標ISAR回波動態(tài)電磁仿真方法。該方法首先建立了空間目標的觀測坐標系,進而給出空間目標動態(tài)觀測視角的計算方法。在此基礎上,在對應方位、俯仰角處根據(jù)設定的雷達參數(shù)計算目標動態(tài)電磁回波,最終得到其二維ISAR回波矩陣。與傳統(tǒng)首先進行全角域電磁散射計算,再進行回波抽取的方法相比,該方法能夠有效減少計算量。第三部分針對目標ISAR像存在未知圖像域形變,為有效識別帶來較大困難等問題,結合極化逆合成孔徑雷達(Pol-ISAR)所蘊含的豐富目標特征,提出基于多通道空間變換網(wǎng)絡的Pol-ISAR穩(wěn)健識別方法。該方法采用空間變換網(wǎng)絡模塊自動調整每個極化通道的圖像形變,進而通過融合層實現(xiàn)特征融合,最終實現(xiàn)基于Pol-ISAR像的自動目標識別。與現(xiàn)有基于深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡的目標識別方法對比,該方法能夠獲得更高的識別率。第四部分針對現(xiàn)有ISAR像數(shù)據(jù)不足的問題,研究了基于GAN的數(shù)據(jù)擴充方法,為目標特征提取與識別提供了更多數(shù)據(jù)樣本,提高了現(xiàn)有數(shù)據(jù)的利用效率,并通過實驗驗證了方法的可行性。
【圖文】：

地面觀測站選用西安觀測站，雷達工作電磁波入射的方位、俯仰角由目標觀測視角算目標電磁散射回波。衛(wèi)星和雷達的主要參表 3.1 OCO-2 衛(wèi)星與參數(shù) 數(shù)值 尺寸/m 2.12 × 0.94 × 0.94 長半軸/km 7080.59 離心率 0.000191 近地點/km 701.10 遠地點/km 703.81 軌道傾角/° 98.20 周期/min 98.82
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN957.51

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