艦船目標ISAR成像中的轉動參數(shù)估計.pdf

1、逆合成孔徑雷達(ISAR)能夠對飛機、艦艇、天體等運動目標進行全天時、全天候、遠距離成像，在戰(zhàn)略防御、戰(zhàn)術武器、反衛(wèi)星偵察以及雷達天文學中都具有重要應用價值。ISAR對艦船成像主要依靠艦船與雷達之間的相對轉動，由于艦船運動速度較慢，所以這種轉動主要由艦船航行時在海浪作用下艦船自身搖擺（滾動、俯仰、偏航）產(chǎn)生的轉動組成。由于海情等級的多變與未知，使得艦船運動情況非常復雜，得到高質量雷達圖像的難度很大。為此本文主要研究艦船轉動參數(shù)的估計，為

2、得到高質量雷達圖像奠定基礎。
　　本文首先對艦船目標的轉動進行研究。建立艦船的運動模型是進行研究的前提，但艦船運動的復雜性導致了艦船運動模型的建立非常困難。文中先確定艦船上散射點的初始位置，把艦船的轉動近似成為正弦形式，然后在不考慮艦船其他運動的前提下，根據(jù)旋轉矩陣理論，推導了艦船上散射點其他時刻的位置，近似建立艦船目標的散射點運動模型。另外還詳細闡述了一種經(jīng)典的ISAR成像算法——距離-多普勒(RD)算法，并對艦船成像的RD算法

3、進行了詳細的推導。仿真包括了每一種轉動單獨存在以及三種轉動同時存在時的情況，得到了較理想的成像結果。
　　其次研究了瞬時多普勒頻率的估計。在這部分中，先介紹了時頻分析的相關理論，并根據(jù)時頻分析理論介紹了瞬時多普勒成像的算法。接著分別利用了短時傅立葉變換(STFT)和威格納—威利分布(WVD)兩種時頻分析方法實現(xiàn)了仿真。在此基礎上，詳細闡述了瞬時多普勒頻率的估計原理，并選擇了合適的時頻分析方法STFT實現(xiàn)了瞬時多普勒頻率估計的仿真。

4、
　　然后研究了艦船目標轉動參數(shù)的估計。艦船轉動參數(shù)估計是在估計得到了瞬時多普勒頻率的基礎上實現(xiàn)的，利用瞬時多普勒頻率與艦船轉動之間的關系，通過曲線擬合的方法可以估計出艦船的轉動參數(shù)。本文中把轉動參數(shù)估計分解為兩部分，先利用滾動軸上散射點實現(xiàn)俯仰和偏航參數(shù)的估計，然后再分別利用俯仰軸和偏航軸上的散射點估計滾動參數(shù)。同時對方法的可行性進行了詳細的論證，并且分別實現(xiàn)了仿真。
　　最后對全文的工作進行簡單的總結，并且指出了有待進一