圆迹SAR动目标指示与运动参数估计

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合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)地面动目标指示(Ground Moving Target Indication,GMTI)在民用、军事方面的应用都具有重要的价值。其中,动目标真实轨迹重建与速度矢量估计是该领域的一个研究热点。作为一种新的观测模式,圆迹SAR模式的对地观测几何为圆形。因此可以获得处于观测区域内的动目标的多个角度下的径向速度,有利于对动目标的速度矢量进行估计;同时由于观测区域固定,可以实现对固定区域的长时间观测,有利于动目标的图上轨迹的获取。因此圆迹SAR在GMTI领域的应用开始引起关注。当前有关圆迹SAR动目标的研究较少。因此本论文的着眼点放在单通道圆迹SAR动目标指示与运动参数估计这一选题上。  论文的主要贡献如下:  1.依据等多普勒一等距离原则给出了动目标图上轨迹与真实轨迹之间的对应关系。并从该对应关系出发对动目标的偏移与散焦特性进行了分析。在实验部分对匀速直线动目标在圆迹SAR模式下进行仿真实验。并将等多普勒等距离原则计算得到的图上估计结果与仿真所得结果进行比较,验证了等多普勒等距离原则的正确性。  2.提出了基于背景差分法的圆迹SAR动目标指示算法。该方法利用了动目标在SAR图像序列中是运动的,同时背景散射强度是缓变的特点,进行背景图像生成,进而抑制背景杂波来检测到动目标。后利用机载圆迹SAR动目标数据集对背景差分法算法进行验证。实验结果表明,利用本文提出的背景差分法可以很好地检测到动目标。  3.提出了圆迹SAR模式下直线运动目标的速度矢量估计方法。该方法利用动目标图上轨迹的形态得到动目标的真实运动轨迹,进而估计得到动目标的速度矢量。实验利用机载圆迹SAR动目标数据集作为研究对象,给出了目标的速度估计的结果。实验结果表明动目标的估计速度值与参考速度值相比误差较小,该算法估计精度高。
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