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合成孔径雷达景象匹配制导兼具雷达制导和景象匹配制导的优势,是精确制导技术的一个重要发展方向,是微波成像和导弹制导领域的前沿课题,具有理论研究意义和实际应用价值。
本文研究了合成孔径雷达景象匹配制导的关键技术,论文的主要工作和创新性贡献包括:
1)深入研究了平飞弹道弹载SAR部分孔径成像技术。改进了ECS算法,采用变标傅里叶变换校正方位向输出间隔的扇形畸变,克服了ECS算法需要大量补零的不足；提出一种扩展RD小斜视成像算法,采用二维频域相位相乘校正距离徙动,采用改进ECS算法的方位向处理方式进行方位压缩,降低了成像复杂度,减少了成像延时；提出一种带时域去走动的扩展RD成像算法,结合方位时域去走动降耦合方法与扩展RD算法,实现大斜视成像。仿真验证了三种算法的有效性。
2)分析了俯冲弹道弹载SAR信号特性,提出一种改进SPECAN算法,采用包含三个方向速度和加速度参数的相位因子进行距离徙动校正和相位补偿,并分方位角带处理,克服SPECAN算法聚焦区域小的不足。仿真结果表明,算法可实现俯冲弹道下的大区域、高分辨、大斜视成像。
3)深入研究了图像匹配技术。提出一种利用边缘和统计特性的SAR图像匹配方法,采用一种基于统计特性的边缘强度度量作为相似性度量,避免了对实时图的边缘提取；采用金字塔搜索策略,降低了运算量。仿真验证了方法的有效性。
4)深入研究了导弹定位和目标定位技术。建立了一种基于匹配点距离差和多普勒差的导弹定位模型,分析了各种误差对定位精度的影响。提出一种基于最小二乘的闭式求解方法,理论分析和仿真实验表明,这一方法的估计精度近似到达克拉美-罗下限。
5)提出一种采用单脉冲的末制导合成孔径雷达技术。研究了和差通道改进SPECAN成像算法和角运动补偿方法,仿真验证了算法的有效性。研究了角度估计方法,分析了估计误差,结果表明,采用单脉冲技术的合成孔径雷达具有更好的测角性能。