合成孔径雷达中运动目标的检测

本文详细探讨了合成孔径雷达中运动目标的检测问题，分析了运动目标成像的数学模型，推导出求取运动目标速度的数学表达式，通过分析和比较，采用ＡＤＰＣＡ技术用于运动目标的粗略检测，然后用ＷＶＤ对抑制目标之后并经预处理的回波进行分析，有效地提取运动目标个数和目标速度。     

机载正侧视合成孔径雷达地面运动目标参数估计方法

 针对距离向速度估计中存在的模糊问题,提出一种利用目标距离包络的走动轨迹,通过Radon变换技术来无模糊地估计距离向速度的方法.针对距离向加速度影响方位向速度估计问题,提出了利用目标多普勒参数来估计运动目标真实合成孔径时间,通过真实合成孔径时间与方位向速度的关系来确定目标方位向速度.该方法能很好估计方位向速度而不受距离加速度的影响.所提方法适合于单/多通道系统.仿真和实测数据验证了方法的有效性.     

逆合成孔径雷达运动补偿包络相关法的改进

对于ISAR运动补偿中的距离对准,应用最广泛的是实包络相关法。但传统的实包络相关法的运算量很大。为了减小运算量,提高运算效率,本文对这种方法进行了改进,提出了截取的实包络相关法,即只对截取的包含目标的一部分距离像进行包络相关。通过计算机仿真证明了这种方法的可行性。     

动目标合成孔径雷达成像的二次相位匹配滤波法

本文针对合成也径雷达运动目标回波的特点，引入多普勒调频率匹配滤波方法，解决由于运动目标成像二次相位失配而引起的方位散焦问题，提出了一种适合快速处理的离线式的匹配矩阵结构，计算机模拟得到运动目标聚焦良好的图象。     

动目标合成孔径雷达成像中的多普勒斜率匹配滤波

该文提出一种多普勒斜率匹配滤波方法,用于解决SAR对运动目标成像中目标回波调频率变化引起的方位散焦问题。该方法通过CFAR预检测和迭代运算解决了多普勒斜率估计精度与多普勒斜率滤波器组运算量间的矛盾,有利于实时处理动目标成像和辨识。通过对运动目标回波特点和真实运动目标的成像分析证明了这一方法的可行性。     

机载合成孔径雷达平台运动补偿研究

对机载合成孔径雷达的平台姿态进行了分析，给出了适利用回波自身补偿的横滚、偏航及俯仰角的变化范围，并将慢性导航系统和全球定位系统结合起来用于校正较大范围的平台姿态变化；而对精细校正，则利用回波原始数据实现。     

WVD用于SAR运动目标检测和成象的参数估计

本文基于联合时间频率二维分布的研究方法，探讨了ＷＶＤ（Ｗｉｇｎｅｒ－ＶｉｌｌｅＤｉｓｔｒｉｂｕ－ｔｉｏｎ）变换用于合成孔径雷达运动目标检测和成象的可行性，给出了能得到运动目标精细成象的参数估计方法，并对多点目标和面目标情况下ＷＶＤ存在的问题进行了研究。计算机模拟验证了算法的有效性。     

用聚束SAR对慢速运动目标进行轨迹跟踪和参数估计的方法

针对聚束式合成孔径雷达(SAR)动目标检测的问题,把回波信号进行连续重叠地时域分组,每组信号可以看成是来自一个时域子孔径, 然后在每个子孔径内分别成像。地面固定目标在每幅图像上的成像情况是相同的, 通过彼此相减就可以消去,达到了抑制杂波的目的,而运动目标由于每个时刻的位置都在变化,在每幅图像上的位置是不同的, 从而在相减后剩余下运动目标的图像,把这些图像拼接起来就再现了运动目标的运动轨迹,根据运动轨迹就可以对其运动参数进行估计。该文给出了这个方法的原理推导和具体的检测过程。仿真结果证明了该方法的有效性。     

一种合成孔径雷达对地面运动目标成像和精确定位的算法

该文针对正侧视合成孔径雷达工作体制下运动目标成像、定位问题进行研究。分析了运动目标成像与静止目标成像的异同。提出利用距离历程拟合,结合静物场景成像的部分已知信息(地面道路或者桥梁的方向),准确估计t=0时刻目标的坐标和两维速度,不仅为运动目标精确成像提供了信息,同时得到目标运动轨迹相对地面场景的准确位置。该文提出的方法对于目标在照射孔径内的位置没有特殊假设(以往研究的时频分析方法需要假设目标在t=0时刻位于载机的正侧方向)。最后定量分析了不同形式匹配滤波器对运动目标回波成像的效果以及采用静止目标匹配滤波器对运动目标回波进行成像处理而产生的移位和散焦影响.     

合成孔径雷达微动目标特征提取与参数估计研究进展

合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)探测区域中存在一类微动目标,深入研究SAR回波中的微动特征信息,可以获取反映目标结构、运动等信息的特征量,在战场侦察监视、目标识别、精确制导等领域具有重大意义。为此,介绍了SAR-微动目标指示(SAR-MMTI)的概念及其国内外研究历史,综述了对SAR微动目标的特征提取与参数估计方法的研究现状,指出在SAR微动目标的探测运用中仍然存在算法运算量大,抗杂波噪声能力弱,无法适应多微动目标、大微动目标和复合微动目标等问题,提出了解决问题的思路,给出了仿真结果并对SAR微动目标特征提取与参数估计的发展趋势进行了展望。     

基于改进FRACTA算法的多通道SAR动目标检测技术

该文针对实际非均匀杂波环境对多通道SAR/GMTI动目标检测性能的影响,提出了一种改进型FRACTA算法。该算法将STAP中的FRACTA算法引入多通道SAR系统中,并进行改进,提高了其在多通道SAR系统中的检测性能和运算速度。实测数据处理结果表明,与传统的检测方案相比,该文算法能够在非均匀环境中明显地提高检测性能,是一种非均匀环境中鲁棒的多通道SAR动目标检测算法。     

检测SAR图像中径向慢速动目标

该文提出了一种从SAR图像中检测径向匀速动目标的方法,将SAR图像信号在频域分为正频部分和负频部分,静止背景的正负频分布对称,而径向动目标的多普勒质心与静止背景相比有一频移,信号在正负频域能量分布不对称。将分开的正负频域信号分别回到时域成像,计算这两幅复图像对应位置的模差绝对值,可对消静止背景,突显出径向动目标。仿真数据表明本算法有效。     

基于精确二维频谱的调频连续波SAR动目标特性分析

传统的调频连续波(FMCW)SAR运动目标特性的分析方法大都在时域展开,导致其对目标的特性研究存在近似或者不全面。基于此,该文提出一种基于精确2维频谱模型的FMCW SAR动目标特性分析方法。该方法充分考虑了天线平台及运动目标在脉冲收发期间运动的影响,推导了解析的FMCW SAR运动目标斜距模型,进而求解了非停-走模型下的运动目标的2维频谱模型。基于该模型该文系统地分析了动目标的成像特性,精确定量地研究了动目标2维速度的影响。相对于传统时域分析方法,该方法更加精确全面而且有着更好的适应性。仿真实验验证该文分析中结论的合理性和有效性。     

基于二维速度搜索的星载SAR运动目标聚焦算法研究

采用传统SAR成像方法对星载SAR地面运动目标进行成像处理时,运动目标通常会处于散焦状态,导致运动目标检测性能下降。该文结合RD算法,提出一种基于2维速度搜索的星载SAR运动目标检测算法,通过对运动目标距离向速度和方位向速度进行遍历来匹配运动目标多普勒参数,提取不同搜索速度下运动目标的最强幅度值用于恒虚警检测,可以提高运动目标的检测概率。仿真结果验证了该方法的可行性和有效性。     

基于单通道SAR图像序列特征值分解的动目标检测方法

该文提出了一种基于单通道图像序列间协方差矩阵分解的动目标检测方法。首先给出基于方位频谱划分获取子图像的处理过程,分析了子孔径划分在图像序列间所产生的误差来源,结合二维自适应方法对幅度和相位上存在的误差同时校正,实现了子图像间的配准,构造出类似于多通道的子图像。在此基础上,结合多通道杂波抑制的思想,详细分析了两子孔径间协方差矩阵特征值分解实现目标与杂波分离的原理,并针对在图像域估计采样协方差引起的精度与目标能量损失之间的矛盾,提出了在距离多普勒域的改进处理。最后,经过仿真实验验证了该方法的有效性。     

高分宽幅SAR系统下的方位多通道运动目标成像算法研究

在方位多通道SAR系统中,由于运动目标的回波特性和静止目标的不同,传统的重构滤波器组方法对运动目标的重建是无效的。该文提出一种方位多通道SAR运动目标信号重构方法。该方法首先分析了方位多通道SAR系统中运动目标回波特性,并与静止目标回波形式进行对比,给出了传统重构方法失效的主要原因;通过引入运动目标的径向速度参数,有效实现了匀速运动目标的频谱重构,较好地抑制了方位多通道SAR系统中匀速运动目标的方位模糊。星载仿真实验结果验证了该重构方法的有效性。

     

基于回波序列最小二乘拟合的高分辨率SAR运动目标速度估计

运动目标速度估计是机载单天线高分辨率合成孔径雷达(SAR)实现运动目标成像和定位的关键环节。针对现有方法运算量大、易受距离徙动干扰等缺点,该文提出一种基于回波序列最小二乘拟合的速度估计方法。利用该方法,首先通过包络相关提取相邻回波序列的距离变化量,然后对其做最小二乘线性拟合,目标的距离向速度和方位向速度可由拟合系数计算得到。与传统方法相比,该方法不仅计算量小,而且无须先做距离徙动校正(RCMC)。该文给出了新方法的数学模型和参数选取原则,分析了该方法的估计精度、计算量和适用条件,并通过仿真和实际数据处理验证了该方法的有效性。

     

基于改进快速区域卷积神经网络的视频SAR运动目标检测算法研究

针对传统视频SAR(ViSAR)运动目标检测方法存在的帧间配准难度大、快速运动目标阴影特征不明显、虚警概率高等问题,该文提出一种基于改进快速区域卷积神经网络(Faster R-CNN)的视频SAR运动目标检测方法。该方法结合Faster R-CNN深度学习算法,利用K-means聚类方法对anchor box的长宽及长宽比进行预处理,并采用特征金字塔网络(FPN)架构对视频SAR运动目标的“亮线”特征进行检测。与传统方法相比,该方法具有实现简单、检测概率高、虚警概率低等优势。最后,通过课题组研制的Mini-SAR系统获取的实测视频SAR数据验证了新方法的有效性。