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《機動目標逆合成孔徑雷達高分辨率成像與定標方法》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、財｛？雜衫＿碩士學位論文Ｉ參圓機動目標逆合成孔徑雷達高分率成像與定標方法作者姓名祁明碩指導教師姓名、職稱周峰教授申請學位類別工學碩士學校代碼10701學號1502121099分類號TN95密級公開西安電子科技大學碩士學位論文機動目標逆合成孔徑雷達高分辨率成像與定標方法作者姓名：祁明碩一級學科：信息與通信工程二級學科：信號與信息處理學位類別：工學碩士指導教師姓名、職稱：周峰教授學院：電子工程學院提交日期：2018年6月MethodofHighResolutionISA
2、RImagingandScalingforManeuveringTargetAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinSignalandInformationProcessingByQiMingshuoSupervisor:ZhouFengTitle:ProfessorJune2018摘要摘要逆合成孔徑雷達（InverseSyntheticAperture
3、Radar，ISAR）憑借其全天時、全天候和遠作用距離的優(yōu)勢，在空間目標監(jiān)視、海洋艦船檢測和防空反導等軍事與民用領域獲得了廣泛的應用。對于平穩(wěn)運動目標，傳統(tǒng)的距離-多普勒（Range-Doppler，RD）成像方法即可獲得聚焦良好的ISAR圖像。然而，對于存在機動運動的ISAR目標而言，其非均勻的平動和轉動運動使得傳統(tǒng)的平穩(wěn)運動目標ISAR成像方法面臨以下問題：首先，機動目標非均勻的平動運動使得現(xiàn)有參數(shù)化的平動運動補償方法性能下降，尤其在低信噪比條件下，無法獲得機動目標的聚焦圖像；其次，機動目標的
4、非均勻旋轉運動使得ISAR方位回波中存在高次相位和高階的越距離單元徙動（MigrationThroughRangeCells，MTRC）現(xiàn)象，嚴重降低ISAR圖像的聚焦度；最后，目標的非均勻旋轉運動使得其參數(shù)估計困難，無法對機動目標的ISAR圖像實現(xiàn)精確定標，不利于對目標的分類和識別。因此，本論文針對機動目標的ISAR高分辨率成像算法開展研究，提出基于粒子群優(yōu)化（ParticleSwarmOptimization，PSO）的目標平動估計與補償方法，基于PSO和遺傳算法（GeneticAlgorit
5、hm，GA）的機動目標非均勻旋轉運動估計和補償方法，進而實現(xiàn)ISAR圖像的精確標定。本文的內容安排如下：1、闡述了ISAR成像的基本原理，對常用的平動補償方法和基于一階Keystone變換的MTRC校正方法進行了論述。接著，構建了機動目標的運動模型和ISAR成像模型，并通過仿真實驗結果闡明了平穩(wěn)目標ISAR成像算法在處理機動目標ISAR成像時面臨的問題。2、針對長相干積累時間下機動目標平動分量的精確估計和補償問題，提出了基于PSO算法的平動分量估計和補償方法。首先，將長相干積累時間內的ISAR回波
6、劃分為短孔徑，分析短孔徑下機動目標運動的平動分量模型，將平動分量建模為二階多項式。其次，以圖像熵值為代價函數(shù)，將目標平動運動參數(shù)的估計建模為一個無約束的優(yōu)化問題，并提出一種基于PSO算法的參數(shù)估計方法，實現(xiàn)平動分量的精確估計和補償。然后，基于相干的短孔徑ISAR回波，利用正交匹配追蹤（OrthogonalMatchingPursuits，OMP）方法實現(xiàn)機動目標短孔徑回波的高分辨率成像。最后，通過仿真和實測數(shù)據(jù)實驗驗證了算法的有效性和穩(wěn)健性。3、針對機動運動目標非均勻轉動引起的高階相位和MTRC問
7、題，提出了基于PSO和GA的目標轉動參數(shù)估計和補償方法，獲得仿真和電磁數(shù)據(jù)聚焦良好的ISAR成像結果，實現(xiàn)ISAR圖像的精確標定。首先，本章構建了目標等效旋轉運動的恒加速度模型，以圖像熵值為目標函數(shù)，將目標非均勻旋轉運動參數(shù)的估計建模為一個無約束的優(yōu)化問題。接著，分別提出基于PSO算法和GA的旋轉運動參數(shù)估計方法，I西安電子科技大學碩士學位論文兩種方法模型簡單、實現(xiàn)簡便且計算效率高。然后，根據(jù)估計得到的目標旋轉運動參數(shù)，利用重采樣技術將目標的非平穩(wěn)旋轉轉換為勻速旋轉，并構造補償相位項來消除殘留的高
8、次相位對目標ISAR圖像聚焦度的影響。之后，由于非均勻旋轉運動補償消除了距離和方位兩維之間的耦合，應用一階Keystone變換即可消除MTRC影響，并通過方位壓縮得到聚焦良好的目標ISAR圖像。最后，基于旋轉運動參數(shù)估計結果，實現(xiàn)ISAR圖像的精確標定。基于仿真和電磁數(shù)據(jù)的實驗結果對本章所提方法的有效性和穩(wěn)健性進行了驗證。關鍵詞：逆合成孔徑雷達，機動目標，粒子群優(yōu)化，遺傳算法，正交匹配追蹤，越距離單元徙動校正，方位向定標IIABSTRACTABSTRACTInverseSynthe
