發(fā)布時(shí)間：2020-08-20 21:21

【摘要】：地/海面動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)(GMTI/MMTI)是機(jī)載/星載監(jiān)視系統(tǒng)獲取監(jiān)視區(qū)域態(tài)勢(shì)信息的主要任務(wù)之一。在合成孔徑雷達(dá)(SAR)體制下,利用GMTI技術(shù)手段不僅可以獲得高分辨(高清)的區(qū)域SAR圖像,還可以同時(shí)掌握監(jiān)測(cè)場(chǎng)景的動(dòng)態(tài)信息,對(duì)監(jiān)視區(qū)域態(tài)勢(shì)形成精準(zhǔn)的認(rèn)知與評(píng)估具有重要的意義和價(jià)值。相比于單通道系統(tǒng)而言,多通道SAR系統(tǒng)增加了空域維度的信息,通過空域和時(shí)域綜合處理后能夠提升低速目標(biāo)的檢測(cè)性能。為了能夠進(jìn)一步突破單衛(wèi)星平臺(tái)系統(tǒng)的天線孔徑尺寸限制,分布式衛(wèi)星雷達(dá)系統(tǒng)是一種較好的體制選擇。不過,分布式衛(wèi)星雷達(dá)系統(tǒng)存在長的垂直航跡基線(CTB),對(duì)地形高程更為敏感。尤其是地形高程起伏區(qū)域,雜波譜結(jié)構(gòu)(干涉相位)在空間上會(huì)發(fā)生改變,即雜波譜結(jié)構(gòu)受到“污染”,具有明顯的空間依賴性。傳統(tǒng)處理方法以均勻場(chǎng)景為前提,需要大量滿足獨(dú)立同分布(IID)的訓(xùn)練樣本,在獨(dú)立同分布均勻環(huán)境遭受破壞后GMTI性能下降明顯。因此,針對(duì)存在混合基線的分布式衛(wèi)星雷達(dá)GMTI處理所面臨的復(fù)雜地理雜波抑制和運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)難題,重點(diǎn)研究復(fù)雜地理雜波區(qū)域IID樣本選取問題、樣本數(shù)不足導(dǎo)致雜波抑制性能惡化問題以及低信噪比(SNR)目標(biāo)檢測(cè)性能提升問題。主要研究內(nèi)容概括如下:1.針對(duì)近岸區(qū)域存在方位模糊雜波導(dǎo)致準(zhǔn)確選取IID訓(xùn)練樣本困難問題,提出了一種基于多通道SAR系統(tǒng)的聯(lián)合多視干涉相位和干涉幅度特征實(shí)現(xiàn)方位模糊雜波位置獲取的方法。首先,將近岸區(qū)域的雜波建模為多視協(xié)方差矩陣(MLCM)有限混合雜波模型。然后,利用期望最大化算法來實(shí)現(xiàn)SAR雜波場(chǎng)景的模糊雜波位置的確定(即自動(dòng)分類)。最后,根據(jù)獲取的模糊雜波位置信息構(gòu)造權(quán)矢量實(shí)現(xiàn)模糊雜波抑制。仿真實(shí)驗(yàn)和TerraSAR-X實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)處理結(jié)果表明所提方法在不需要精確的系統(tǒng)參數(shù)和方位模糊源位置信息的前提下,能夠獲得精確的方位模糊雜波位置信息和良好的方位模糊雜波去除性能。2.針對(duì)復(fù)雜地理雜波區(qū)域IID雜波樣本獲取后所面臨的可用樣本數(shù)不足問題,提出了一種廣義精細(xì)加權(quán)方法估計(jì)雜波協(xié)方差矩陣(CCM),稱為GSWADD方法。從A-D域的CCM重構(gòu)的觀點(diǎn)來看,該方法是WSCM類方法的一般形式,其提高了數(shù)據(jù)利用率并有效地緩解了傳統(tǒng)WSCM類方法訓(xùn)練樣本數(shù)需求和非均勻樣本性能損失之間的矛盾。該方法的核心在于利用A-D域的局部(精細(xì))加權(quán)方式估計(jì)雜波的A-D譜,從而正確重構(gòu)出全維的CCM。基于仿真數(shù)據(jù)和機(jī)載四通道實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的試驗(yàn)結(jié)果表明,所提方法能夠在樣本不足時(shí)緩解目標(biāo)信號(hào)污染導(dǎo)致的STAP處理能力下降問題。3.針對(duì)分布式衛(wèi)星雷達(dá)低SNR目標(biāo)檢測(cè)性能降低問題,提出了運(yùn)動(dòng)目標(biāo)陰影特征輔助的多通道高分辨SAR-GMTI處理框架。首先給出了運(yùn)動(dòng)目標(biāo)陰影的尺寸、強(qiáng)度和干涉相位模型。然后,在給出多通道SAR系統(tǒng)下的陰影輔助判決基本原理與實(shí)現(xiàn)框架的基礎(chǔ)上提出兩種改進(jìn)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)陰影檢測(cè)性能的方法。第一種方法通過融合強(qiáng)度特征和沿航跡干涉(ATI)相位特征改善陰影的檢測(cè)性能;第二種方法則是考慮目標(biāo)運(yùn)動(dòng)對(duì)陰影的影響,通過目標(biāo)速度、尺寸等知識(shí)輔助方式來自適應(yīng)調(diào)整目標(biāo)陰影區(qū)域檢測(cè)門限,提升動(dòng)目標(biāo)陰影的檢測(cè)概率,從而改善陰影輔助判決檢測(cè)方法的性能。最后,通過仿真和機(jī)載雙通道實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)處理的試驗(yàn),驗(yàn)證了所提方法能夠有效地提高低SNR目標(biāo)檢測(cè)性能。需要強(qiáng)調(diào)的是,所提方法的實(shí)現(xiàn)是先利用低門限檢測(cè)(此時(shí)虛警概率和目標(biāo)的檢測(cè)概率同時(shí)升高),然后再利用運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的陰影特性信息來剔除孤立虛假目標(biāo)。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN957.51
【圖文】：

（3TerraSA衛(wèi)星計(jì)劃（a）利用路）TerraSAAR-X NG）計(jì)劃。該任務(wù)網(wǎng)信息進(jìn)行交圖1.2 TAR-X-2 計(jì)劃計(jì)劃是繼 T意圖能夠從交通監(jiān)視TerraSAR-X劃[54]-[56]：TeTerraSAR-X從 2016 年起的交通監(jiān)視erraSAR-X-X 計(jì)劃后由德起延續(xù) Terr（b）交通GMTI 試驗(yàn)-2（或 Terra德國 DLR 提aSAR-X 衛(wèi)通監(jiān)視 GMTI結(jié)果aSAR-X Ne提出的第二衛(wèi)星服務(wù)和提I 試驗(yàn)結(jié)果ext Generati二代 TerraSA提供更高分ion，AR-分辨率

分為兩個(gè)TI 性能，hing 操作為了能夠 試驗(yàn)中利西安電子科個(gè)子孔徑。TerraSAR-X技術(shù)[53]，利夠改善目標(biāo)用交通地圖科技大學(xué)博士為了能夠形X 的 GMT利用 DPCA的檢測(cè)能力圖等信息來學(xué)位論文形成 3～4 個(gè)TI 試驗(yàn)?zāi)Ｊ紸-ATI 技術(shù)力和速度測(cè)來輔助提升性個(gè)虛擬式的發(fā)射術(shù)聯(lián)合雜量精度性能，

MO-SkyMed圖1.4模式；（b）表道交替接收模布和報(bào)道了 R-2 構(gòu)型圖（c1.3 RADARed 衛(wèi)星[65][計(jì)方式則是別完成了將第雷達(dá)天線的方d 示意圖COSMO-Sky第一章 緒5表示三通道模式。從 2RADARSA（b）RAD）GMTI 試驗(yàn)ARSAT-2 及其[66]：由意大是在圓形的太第一顆衛(wèi)星方位向孔徑（b）COyMed 的衛(wèi)星緒論道交替發(fā)射模007 年發(fā)射AT-2 進(jìn)行 GDARSAT-2 天驗(yàn)結(jié)果其 GMTI 試驗(yàn)大利空間中太陽同步軌星和最后一顆徑長度為 5.7OSMO-SkyM星及其 GMTI模式；（c）表射上天開始，GMTI 實(shí)驗(yàn)的天線相位中心驗(yàn)結(jié)果心（ASI）軌道上排布，顆衛(wèi)星發(fā)射7 米，并且將ed 的衛(wèi)星 GMI 試驗(yàn)結(jié)果}}}}表示三通道，已經(jīng)陸陸的結(jié)果，驗(yàn)心形成方式成功研發(fā)，，2007 年 6射上天的任務(wù)將其均勻地GMTI 試驗(yàn)結(jié)}}}}道交替接陸續(xù)續(xù)地驗(yàn)證了星4 顆 X月 8 日務(wù)

【參考文獻(xiàn)】

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