基于多通道合成孔徑雷達(dá)的地面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測.pdf

1、地面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測是合成孔徑雷達(dá)技術(shù)中的一類重要的工程應(yīng)用，有很高的軍用、民用價(jià)值；另一方面，基于合成孔徑雷達(dá)的地面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測（SAR-GMTI）的研究極具挑戰(zhàn)；因此SAR-GMTI一直是合成孔徑雷達(dá)領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)。SAR-GMTI一般分為單通道SAR-GMTI和多通道SAR-GMTI，本文主要研究多通道SAR-GMTI。
　　首先論文簡單介紹了研究背景、SAR-GMTI相關(guān)概念、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、研究內(nèi)容以及全文的安排。然后論文

2、較為詳細(xì)地介紹了合成孔徑雷達(dá)原理的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，包括SAR幾何關(guān)系、正交解調(diào)、線性調(diào)頻信號(hào)、脈沖壓縮、距離多普勒算法以及SAR圖像幅度的概率分布。
　　接下來論文詳細(xì)推導(dǎo)了在小斜視角情況下，靜止點(diǎn)目標(biāo)、運(yùn)動(dòng)點(diǎn)目標(biāo)在兩個(gè)通道SAR圖像中的表達(dá)式，經(jīng)分析后發(fā)現(xiàn)靜止點(diǎn)目標(biāo)在兩通道SAR圖像中距離向、方位向坐標(biāo)以及相位上存在差異，運(yùn)動(dòng)點(diǎn)目標(biāo)在兩通道SAR圖像中距離向、方位向坐標(biāo)以及相位上也存在差異，并且兩者的差異量有所不同，這為地面運(yùn)動(dòng)目

3、標(biāo)的檢測打下理論基礎(chǔ)。
　　接著論文提出了一種實(shí)現(xiàn)SAR-GMTI的自動(dòng)DPCA算法，主要包括坐標(biāo)配準(zhǔn)、相位補(bǔ)償、雜波對(duì)消和恒虛警率檢測四個(gè)關(guān)鍵步驟。針對(duì)坐標(biāo)配準(zhǔn)，我們提出的算法思路是在SAR幅度圖像的二維頻譜上進(jìn)行二維最優(yōu)化搜索，目標(biāo)函數(shù)是兩個(gè)通道SAR幅度圖像二維頻譜的均方誤差。該坐標(biāo)配準(zhǔn)算法是一種自動(dòng)配準(zhǔn)算法，不需要知道平臺(tái)速度、基線長度等先驗(yàn)知識(shí)，另外該算法能完成亞像素級(jí)別的配準(zhǔn)，配準(zhǔn)精度很高。針對(duì)相位補(bǔ)償，我們提出的算法

4、是在SAR圖像域進(jìn)行的一維最優(yōu)化搜索，目標(biāo)函數(shù)是兩個(gè)通道SAR圖像的均方誤差。該相位補(bǔ)償算法也是一種自動(dòng)算法，不需要知道平臺(tái)速度、基線長度等先驗(yàn)知識(shí)。針對(duì)雜波對(duì)消，我們提出的算法是將通道一SAR圖像與坐標(biāo)配準(zhǔn)、相位補(bǔ)償后的通道二SAR圖像相減，然后進(jìn)行帶門限的歸一化和二維平滑濾波。該雜波對(duì)消算法能有效抑制散射強(qiáng)度很大的地雜波和相位噪聲很大的地雜波，增加檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和健壯性。針對(duì)恒虛警率檢測，我們采用傳統(tǒng)的恒虛警率檢測方法，先根據(jù)給定

5、的虛警率估計(jì)出判決門限，然后根據(jù)判決門限給出檢測結(jié)果。接下來，論文給出了我們提出的自動(dòng)DPCA算法的仿真結(jié)果和實(shí)際數(shù)據(jù)結(jié)果，這些結(jié)果都能證明該算法能有效、健壯地檢測出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。
　　最后論文還提出了一套SAR-GMTI的指標(biāo)體系，用于衡量SAR-GMTI算法的性能和指導(dǎo)SAR-GMTI系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)計(jì)。指標(biāo)體系包含虛警率、檢出率、正確率、最小可檢出速度等指標(biāo)。論文研究了指標(biāo)體系與系統(tǒng)參數(shù)、SAR-GMTI算法的內(nèi)在聯(lián)系，并用這套指標(biāo)