分布式卫星多相位中心SAR-GMTI技术研究

分布式卫星多相位中心SAR-GMTI技术研究

作者:师大云端图书馆 时间:2015-09-02 分类:期刊论文 喜欢:2360
师大云端图书馆

【摘要】合成孔径雷达(SAR)技术与地面运动目标检测(GMTI)技术相结合,可以在获得高分辨地面场景图像的同时完成地面动目标的检测及测速定位,具有重要的民用和军用价值。相比单通道SAR系统,多通道SAR的优势在于可以利用多个方位自由度有效的抑制主瓣杂波,改善动目标的检测性能,因而受到各国学者的广泛关注。本文针对分布式卫星多相位中心SAR实现GMTI功能,开展了关于沿航迹基线形式确定、时变混合基线预处理、与高分辨率宽测绘带成像兼容设计、模糊杂波抑制以及对误差稳健的动目标参数估计等关键技术研究。主要内容包括:1、分析了多通道SAR系统中多个相位中心之间可能存在的时空关系,以交替收发模式为例,建立了多通道动目标信号模型。通过理论推导明确了形成GMTI基线的必备条件,得到如下结论:不同时间处于不同方位的两个相位中心之间的沿航迹基线,等于以同一时间基准对这两个相位中心位置进行插值后得到的等效位置之间的沿航迹差。该结论为不同通道构成方式下沿航迹基线的确定提供了依据。通过对比同一系统采用不同天线孔径划分和交替收发方式下的GMTI性能,说明了合理选择天线孔径划分和交替方式对提升GMTI性能的重要性。2、提出了分布式卫星SAR-GMTI系统时变、混合基线的预处理方法。针对分布式卫星系统中星间基线时变导致SAR图像对相干性下降的问题,从分布式卫星SAR系统的观测几何构型出发,采用总体最小二乘法拟合航迹方程,并依据方程参数重构虚拟的新平行航迹。通过补偿原航迹和新航迹上的观测波程差,获得等效的固定基线回波数据。在此基础上,针对分布式卫星SAR系统中混合基线和雷达斜视导致沿航迹基线难以精确计算的问题,推导了存在混合基线和斜视情况下沿航迹基线的计算公式,提出了基于星历和回波数据的沿航迹基线计算方法。仿真实验结果表明,时变基线补偿后,能有效提高动目标检测性能;用所提方法计算得到的沿航迹基线长度作为测速定位的基线参数,可以获得高精度的测速定位结果。3、采用方位多通道抑制多普勒模糊是实现高分辨率宽测绘带(HRWS)成像的有效方式,如果这些自由度用于主瓣杂波抑制则可以实现GMTI功能。因此,在多通道SAR系统中,有望实现两种模式的兼容工作。但此时GMTI性能会受到方位降采样引起的多普勒模糊的影响。为分析这一影响,推导了存在多普勒模糊下的杂波和动目标的信号形式,给出了系统参数的设计考虑。结合盲速、空域模糊和动目标积累损失等因素,重点讨论了在多普勒模糊情况下,脉冲重复频率(PRF)对GMTI性能的影响,并给出了一个PRF的优化选择仿真示例。根据理论分析和仿真实验结果可以得到一个选择PRF的重要原则,即应避免抑制模糊杂波的凹口因为空域模糊而折回至感兴趣速度区间。实测数据的处理结果验证了理论分析的正确性。4、提出了多特征联合挑选样本的多通道SAR模糊杂波抑制方法。针对强弱对比明显的非均匀场景中模糊强杂波的抑制问题,分析推导了模糊杂波的多通道导向矢量,以邻近强陆地杂波的近岸水面区域为例,建立了SAR图像域多通道信号模型。以模糊杂波导向的推导结果和建立的模型为依据,联合模糊杂波的幅度/相位直方图统计特性和边缘检测挑选训练样本,并采用自适应匹配滤波方法抑制杂波。仿真实验验证了所提方法的有效性。5、实际处理环境中,图像配准误差和通道相位误差不可避免,这将导致多通道SAR-GMTI处理时动目标径向速度估计和定位精度下降。针对这一问题,提出了基于自适应数据重构和子空间投影的动目标径向速度估计方法。在联合像素信号模型下,利用抑制杂波的维纳权矢量自适应重构包含动目标单元的多通道数据,再采用子空间投影算法从重构的包含动目标的单次快拍数据中估计动目标的径向速度。仿真实验和某机载多通道SAR-GMTI实测数据的处理结果验证了所提方法的有效性和稳健性。
【作者】束宇翔;
【导师】廖桂生;
【作者基本信息】西安电子科技大学,信号与信息处理,2014,博士
【关键词】合成孔径雷达;地面动目标检测;分布式卫星;时变基线;沿航迹基线;高分辨宽测绘带;脉冲重复频率;多普勒模糊;杂波抑制;目标参数估计;

【参考文献】
[1]李伟,门佳,鲁华栋.基于无线射频识别技术的住宅区智能车位锁设计[J].温州职业技术学院学报.
[2]湛谌.中国服务业投资倾向与投资效率研究[D].武汉理工大学,西方经济学,2012,硕士.
[3]李岐.货车运行早期故障轨边声学诊断系统研究[D].哈尔滨工业大学,控制科学与工程,2014,硕士.
[4]唐久红.迁移学习在垂直电商推荐系统上的应用[D].南京大学,计算机科学与技术,2013,硕士.
[5]翟丽华.内置微型液轮机换热管工作特性研究[D].广西大学,化工过程机械,2004,硕士.
[6]孙霄云.过敏性鼻炎过敏原检测及影响因素分析[D].辽宁医学院,护理学,2012,硕士.
[7]付建强.XL冰箱营销渠道及其管理优化研究[D].电子科技大学,工商管理(专业学位),2012,硕士.
[8]何选丽.外源性硫化氢对APP/PS1双转基因小鼠APP代谢途径的影响与机制研究[D].重庆医科大学,神经病学,2014,博士.
[9]张慧.内蒙古经济发展中的地区差异变化研究:1978-2011[D].内蒙古大学,中国少数民族经济,2013,硕士.
[10]夏忠锋.低碳镁碳材料基质组成的优化研究[D].武汉科技大学,2012.
[11]樊大勇,熊高明,张爱英,刘曦,谢宗强,李兆佳.三峡库区水位调度对消落带生态修复中物种筛选实践的影响[J].植物生态学报,2015,04:416-432.
[12]任三娟,童杰鹏,王艳,沈圣泉.水稻小穗退化突变体spd-hp73幼穗分化发育动态研究[J].浙江农业学报,2014,05:1151-1157.
[13]孙雅妮.从“意识哲学”向“语言哲学”的转向[D].西北大学,美学,2013,硕士.
[14]张烨.聚丙烯/海泡石纳米复合材料的研究[D].大连工业大学,材料加工工程,2009,硕士.
[15]贺欣.宗族势力影响下的我国村民自治问题研究[D].湖北大学,行政管理,2012,硕士.
[16]袁照.原子转移自由基聚合促进剂的研究[D].浙江工业大学,2013.
[17]张民.保险公司财务信息披露研究[D].首都经济贸易大学,金融学,2004,硕士.
[18]卞伟勇.尖晶石型金属氧化物CoFe_2O_4作为氧电极的双功能催化剂的研究[D].苏州大学,2014.
[19]周国庆.调节性T细胞输注移植对脑梗死大鼠的保护作用及抗炎机制[D].泰山医学院,神经病学,2012,硕士.
[20]李烨.水基3Y-ZrO_2膏体制备及烧结工艺研究[D].兰州理工大学,材料学,2014,硕士.
[21]俞经善,王雪岩.一种基于关联规则的数据挖掘算法实现与应用[J].应用科技,2005,07:45-47.
[22]周廷奎,赵吉祥.选择合理开采方案提高井柱开采经济效益[J].河北煤炭.1983(03)
[23]姜永常,陶颖.论知识服务质量的全面控制[J].中国图书馆学报,2005,01:65-70.
[24]尹玲.李叔同人格艺术教育理念研究[D].杭州师范大学,美术学,2013,硕士.
[25]沈伟娟.绍兴县农村宅基地置换研究[D].南京农业大学,公共管理,2012,硕士.
[26]肖正涛.DNA和碳纳米管相互作用模拟研究[D].西北农林科技大学,2012.
[27]李翠云.基于DNA的人工免疫算法及应用研究[D].浙江大学,模式识别与智能系统,2013,硕士.
[28]张丽丽,王银河,王钦若.不同维数非线性节点非线性耦合复杂动态网络渐近同步[J].控制与决策,2014,03:537-540.
[29]包家庆.IDS五大发展趋势[N].网络世界,2002-10-14038.
[30]戴秋婷.严重骨性Ⅲ类错牙合的正畸代偿性治疗的临床观察分析[D].福建医科大学,口腔医学,2014,硕士.
[31]张莉茹,殷文齐.液压振动、噪声的分析与预防[J].一重技术.2007(04)
[32]侯晓丽,胥布工.不确定多时滞系统的自适应控制[J].控制与决策,2007,07:813-816.
[33]刘中岳.丹红注射液在全膝关节置换术后预防下肢深静脉血栓的临床观察[D].湖南中医药大学,中医骨伤科学(专业学位),2014,硕士.
[34]刘雷.政府审计维护财政安全的实现路径研究[D].西南财经大学,审计学,2014,博士.
[35]贾万军.吉林省农业内部分项效率评价及启示[J].安徽农业科学,2015,08:262-263+345.
[36]蔡颖佶,徐鹏.熵、能源与生态建筑[J].住宅科技.2007(09)
[37]赵学峰.扰动时变的单变量控制系统性能评价方法研究[D].东北大学,控制理论与控制工程,2010,硕士.
[38]刘伟媛.光纤拉丝炉内部气体流场研究[D].苏州大学,纺织材料与纺织品设计,2013,硕士.
[39]程可.论六朝服饰的浪漫风[D].中国艺术研究院,设计艺术学,2013,硕士.
[40]曾艳品.土钉墙基坑支护优化设计的一些问题研究[D].长安大学,地质工程(专业学位),2014,硕士.
[41]陈诚.蒙特卡罗粒子输运模拟中基于粒子的并行计算方法研究[D].中国科学技术大学,核能科学与工程,2014,硕士.
[42]匡文琪.基于Java Web技术的某民主测评系统的研究与实现[D].中国地质大学(北京),计算机技术,2013,硕士.
[43]孟娟.八钢钢铁制品ERP数据库系统开发研究[D].西安建筑科技大学,2004.
[44]赵芙蓉.葡萄籽油的提取、精制及应用研究[D].新疆大学,食品科学,2013,硕士.
[45]张震远.广州地铁线路维修管理模式研究[D].华南理工大学,建筑与土木工程,2012,硕士.
[46]陈乐.掺硼富硅氧化硅薄膜光电性能的研究[D].浙江大学,材料科学与工程,2013,硕士.
[47]孙晓晨.物联网对肉类产品供应链竞争力提升的研究[D].河北科技大学,管理科学与工程,2012,硕士.
[48]关峰.BSH化工集团竞争战略研究[D].山东大学,工商管理(专业学位),2013,硕士.
[49]吴佳佳,张盾.石墨烯对微生物燃料电池阴极溶解氧还原反应的影响[A].中国海洋湖沼学会、中国海洋湖沼学会腐蚀与污损专业委员会.中国海洋湖沼学会第十次会员代表大会2012海洋腐蚀与生物污损学术研讨会摘要集[C].中国海洋湖沼学会、中国海洋湖沼学会腐蚀与污损专业委员会:,2012:2.
[50]孙楠.STAT3(signal transducer and activator of transcription 3,信号传导及转录活化子3)在非小细胞肺癌组织中的表达及其与预后的关系[D].中国医科大学,外科学,2004,硕士.

相关推荐
更多