空间目标在轨状态雷达成像估计技术综述

空间目标状态估计旨在获取目标在轨姿态运动和几何结构等状态参数,是完成目标动作意图分析、排查潜在故障威胁和预判在轨态势等任务的关键技术。通过雷达光电成像信息处理实现在轨姿态估计是空间目标状态分析的重要途径,当前已经形成了一系列代表性实用方法。该文首先简要介绍了国内外用于空间目标监测的地基逆合成孔径雷达发展现状;重点针对空间目标时序特征匹配、三维成像重建和多视融合姿态估计多类代表性方法进行原理介绍与技术总结:数据特征匹配的状态估计性能可靠但依赖目标模型先验;三维几何重建的状态估计具备目标精细刻画潜力但观测几何要求高。同时,该文也对空间目标在轨状态估计方向未来发展趋势进行了展望。      

多站ISAR空间目标姿态估计方法

该文提出一种基于多站逆合成孔径雷达(ISAR)序列成像的空间目标姿态估计方法。方法提取各帧ISAR图像中目标的典型线性结构,结合目标轨道信息实现关键部件姿态估计。该文建立了较为稳健的空间目标ISAR几何结构分析流程,采用Radon变换对太阳能翼、平板天线等线性结构进行提取和关联,继而估计典型线性结构在距离-多普勒成像平面的姿态角变化,同时利用卫星轨道信息获得ISAR距离-多普勒投影矩阵进行线性结构的3维姿态解算,最终实现典型部件姿态的优化求解估计。仿真实验验证了所提算法可有效实现空间目标典型部件的姿态估计,同时利用多站ISAR观测数据可有效提升算法的估计精度。     

基于相位测距的宽带雷达弹道目标微动几何参数估计

针对传统方法基于宽带回波距离像包络信息提取微动分辨率较低这一问题,该文提出了一种结合宽带回波距离像包络信息和相位信息的微动特征参数化估计新方法。该方法通过对回波距离像包络分段并对各段进行Keystone变换实现距离方位解耦和,得到目标由于微动引起的各散射点相对参考点径向微距变化粗估计。利用粗估计结果提取回波相位信息,由相位测距原理可得到各散射点的精确微距曲线,进而完成进动目标运动及几何参数的估计。相比于只利用距离像包络信息提取微动的传统方法,所提算法可有效提升参数估计精度。仿真实验验证了其有效性和稳定性。