星载SAR舰船检测技术及其在海洋渔业监测中的应用

近年来,利用星载SAR数据对海洋舰船目标进行检测与监视的技术在很多领域得到了广泛的应用。海洋渔业资源保护和渔船监测就是其中的一个重要应用。目前为保护海洋渔业资源,促进其可持续利用,我国也正在进行利用星载SAR对渔船进行监测和管理的研究工作。对国内外公开发表的文献中关于星载SAR舰船检测方面的研究成果进行了总结,回顾并分析了舰船和舰船尾迹检测的常用方法,并说明了星载SAR舰船检测的一般流程。最后对国外利用星载SAR进行海洋渔业检测和资源保护方面的成功案例进行了介绍。希望能够从中得到有益的经验和启发,对我国在利用星载SAR进行海洋渔船监测和海洋渔业资源保护方面的研究和应用有所帮助。     

多材质目标电磁散射仿真与成像特征分析方法研究

利用电磁计算方法对电大尺寸目标进行仿真成像是进行雷达目标特性分析的重要手段,多极化、多角度参数下获取的仿真图像可为雷达目标探测与识别提供大数据样本支撑。针对大巴车这种电大尺寸多材质目标的电磁成像仿真,提出了采用近景摄影测量技术来构建目标精细化几何三维模型和材质模型,基于射线寻迹几何光学(Ray-Launching Geometrical Optics, RL-GO)高频算法实现不同方位下的多材质目标雷达散射截面积(Radar Cross Section, RCS)计算和目标仿真成像,利用典型角度下的二维成像结果与目标三维几何模型之间的对应关系,进行散射中心位置的定量分析。实验结果表明了所提仿真方法的正确性,可实现对电大尺寸多材质目标进行精细成像仿真,并为雷达目标特性分析提供定量化解析依据。     

一种快速消除多普勒频移对脉压影响的算法

针对多普勒频移带来脉压失配问题,为克服现有算法运算量大且占用大量存储空间的弊端,文中提出一种快速消除多普勒频移对数字脉压(DPC)影响的算法。该算法基于傅里叶变换性质,利用单向循环链表技术,对无多普勒频率时的匹配滤波系数表重新选址。仿真结果表明,新算法在大多普勒频移时信噪比损失小,且不会增加运算量和存储空间,具有很高的应用价值。     

基于粒子群优化的宽带同心圆环阵型优化方法

同心圆环传声器阵列广泛应用于声成像阵列系统,能有效地抑制干扰并确定声源位置。在限定阵元数量、阵列最大孔径和最小阵元间距等条件下,提出了一种利用粒子群算法设计宽带低旁瓣同心圆环传声器阵列的方法。该方法通过构造一个反映宽带信号在扫描区域内旁瓣水平的适应度函数,以圆环半径和阵元偏转角作为联合优化参数,基于粒子群优化算法实现了阵型的快速优化求解。仿真实验表明,该方法获得的优化阵型在扫描范围内的整体旁瓣水平低于以最高旁瓣级为适应度函数得到的最优阵型,也低于仅优化圆环半径获得的最优阵型,这说明了该优化方法的可行性和有效性。     

Envisat AP图像P-CFAR舰船检测方法研究

Envisat的AP数据可以在一次成像过程中得到同一场景的两幅不同极化模式的数据,使用这种数据进行船只检测可以有效的提高检测概率并降低虚警率。为利用AP数据中包含的关于目标和场景的有效信息,引入了基于向量矢量的P-CFAR检测器对交替极化数据进行检测。首先使用GIS数据对陆地区域进行了掩膜处理,剔除了陆地区域的影响。然后使用P-CFAR检测器对目标进行检测。通过检测器窗口的滑动,我们对中心像素的信息量进行计算,并将其与检测阈值进行比较,从而检测得到目标。最后,为剔除虚警,使用了一个复合目标辨识算法对检测得到的候选目标进行了辨识。为了评价该算法的检测性能,利用Envisat ASAR的交替极化数据进行了实验,实验结果表明该方法能够充分利用目标和场景的有效信息,在环境干扰较大的情况下也可以对舰船进行有效的检测。     

基于改进正则化方法的SAR图像区域特征提取

合成孔径雷达(SAR)图像上的各种噪声削弱了目标、阴影等感兴趣区域(region of interest,ROI)的细节特征,影响了后续的目标检测、分类和识别等应用。传统的正则化方法能够增强SAR图像的目标特征,但是运算量过大,实时性不好。提出一种改进的正则化方法,有效地提高了SAR图像区域特征提取的速度和精度。理论上证明,降质算子的优化可以使运算量由O(M3N3)降到O(MN),同时保留了区域特征增强的能力。利用MSTAR数据库中实测的SAR图像进行算法验证,实验结果表明该方法能够大幅度提高目标杂波比,有效抑制感兴趣区域内的噪声,从而更精确地把目标和阴影等区域从背景杂波中提取出来。     

基于时频变换的弹道目标微多普勒特征提取

微多普勒特征是识别弹道目标的重要手段.文中从空间弹道导弹和诱饵散射点微动模型出发,提出了一种基于时频二维像不变矩的微多普勒特征提取方法.该方法首先对导弹和诱饵进行时频变换,然后提取了图像中的7个Hu不变矩作为目标识别的特征.通过仿真实验,分析了特征组合对识别效果的影响,并提出了最优特征组合.文中还评估了特征矢量在不同信噪比条件下的稳定性,试验结果表明,时频像不变矩特征对信噪比变化具有一定的稳定性.     

大波门宽带雷达去斜脉压加权方法研究

宽带雷达常采用去斜方式脉压并通过加权抑制脉压副瓣。然而随着波门宽度增加,直接去斜加权性能显著下降。文中结合理论推导和仿真计算,分析了波门宽度增加导致直接去斜加权性能下降的理论原因。并且针对以上问题,提出了分段加权和RVP补偿去斜脉压加权2种加权方法,有效地提高了大波门条件下的加权性能,通过仿真和实测数据对算法进行验证,结果证实了理论分析的正确性,有效地降低了波门宽度对加权性能的影响,在实际应用中具有一定意义。