基于目标角闪烁特性的末制导雷达跟踪与识别技术

论文题目: 基于目标角闪烁特性的末制导雷达跟踪与识别技术

论文类型: 博士论文

论文专业: 信息与通信工程

作者: 李保国

导师: 郭桂蓉

关键词: 雷达,精确制导,目标识别,角闪烁,频率捷变,幅度加权,单脉冲,距离间隔像,频率步进,粒子滤波器,距离像,分布式角闪烁

文献来源: 国防科学技术大学

发表年度: 2005

论文摘要: 目标角闪烁是制约末制导雷达跟踪和命中精度的主要因素。如何抑制角闪烁、改善末制导雷达的测角精度、提高末制导雷达在角闪烁背景下的跟踪制导精度,一直是雷达精确制导武器研制人员格外关心的问题;另一方面,从角闪烁的产生机理可知,角闪烁线偏差是一种典型的目标特征信号,其中蕴含了丰富的目标信息,因此在高分辨雷达利用目标一维距离像进行目标识别的过程中,能否将扩展目标的角闪烁信息加以利用,达到提高雷达自动目标识别性能的目的,也是颇为值得探讨的问题。本文针对以上问题展开研究,详细探讨了光学区末制导雷达扩展目标的角闪烁建模、角闪烁抑制、角闪烁背景下的目标跟踪与基于角闪烁特性的目标识别等方面的理论和应用技术,主要内容如下: 首先在绪论中概述了雷达精确制导信息处理的重要课题;然后概述了角闪烁信息处理技术的研究现状;最后指出了本文研究的出发点和思路,并介绍了本文所做的主要工作。 第二章主要研究捷变频雷达中抑制角闪烁、改善测角精度的理论方法。论文首先给出了基于扩展目标多散射中心模型的角闪烁仿真建模方法,在此基础上研究了频率捷变对目标回波幅度的去相关性能以及对目标角闪烁的去相关性能,给出了频率捷变去相关必须满足的条件。随后本文详细研究了各种加权函数的角闪烁抑制性能,并证明了幅度平方加权函数在整数幂次加权函数中的最优性,在此基础上提出了一种基于幅度平方加权(SAW,square amplitude weighting)的非相参积累改善测角精度的方法,给出了仿真实验结果。此外,本文基于ABA(amplitude based angle)处理的思想,对经典的单脉冲测角方法进行了改进,给出了单脉冲雷达天线设计的最优准则,再结合幅度平方加权的方法,提出了一种基于ABA+SAW处理的角闪烁抑制方法。 第三章主要研究了频率步进合成宽带雷达中的测角方法和角闪烁背景下的跟踪滤波问题。首先介绍了利用频率步进合成宽带雷达实现距离间隔一维成像的原理,详细分析了高分辨距离间隔像的性质,包括其分辨率、不模糊间隔以及不受运动影响的条件。然后提出了三种过采样条件下基于距离间隔像的单脉冲雷达测角新方法,并证明了交叉项取大法(selecting the largest of cross entries,SLCE)的最优性。本章的后半部分,主要研究了角闪烁背景下基于粒子滤波器的末制导跟踪算法,通过仿真实验证明该算法性能大大优于基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的角跟踪算法。

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摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 雷达精确制导信息处理技术的重要课题

1.1.1 复杂背景中高速相对运动目标的可靠检测技术

1.1.2 干扰的鉴别与抑制技术

1.1.3 自动目标识别技术

1.1.4 高精度的目标参数估计与目标跟踪技术

1.2 光学区雷达目标散射中心及角闪烁理论概述

1.2.1 散射中心概念

1.2.2 角闪烁形成的机理及其对制导精度的影响

1.2.3 角闪烁建模技术

1.2.4 角闪烁抑制技术

1.2.5 角闪烁利用技术

1.3 末制导雷达所面临的问题及本课题研究的意义

1.4 本文所做的主要工作

第二章 基于加权处理的捷变频雷达目标角闪烁抑制技术

2.1 引言

2.2 角闪烁仿真

2.2.1 相位梯度法原理

2.2.2 基于目标多散射中心的角闪烁模型

2.3 频率捷变雷达去相关性能分析

2.3.1 频率捷变的脉间幅度去相关性能分析

2.3.2 频率捷变雷达的角闪烁去相关性能分析

2.4 基于幅度加权的角闪烁抑制方法

2.4.1 角闪烁线偏差与RCS的相关性

2.4.2 基于幅度加权的角闪烁抑制方法

2.4.3 幅度整数幂次加权及其性能仿真

2.4.4 常规非相参积累测角方法分析

2.4.5 基于平方加权的非相参积累测角方法

2.4.6 仿真实验及其结论

2.5 基于ABA处理的幅度加权角闪烁抑制方法

2.5.1 ABA处理方法简述

2.5.2 最优区间设计准则

2.5.3 基于ABA处理的幅度加权方法

2.6 本章小结

第三章 频率步进合成宽带雷达高精度测角及角跟踪技术

3.1 引言

3.2 基于高分辨距离间隔像的频率步进单脉冲雷达测角技术研究

3.2.1 频率步进雷达高分辨距离间隔像成像

3.2.2 基于高分辨距离间隔像的测角方法

3.2.3 过采样条件下的距离间隔像测角方法

3.3 角闪烁背景下基于粒子滤波器的跟踪方法研究

3.3.1 贝叶斯递归状态估计

3.3.2 贝叶斯自主滤波器(Bayesian bootstrap filter)

3.3.3 贝叶斯自主滤波器快速算法

3.3.4 角闪烁背景下的三维目标跟踪

3.3.5 仿真实验及其结论

3.4 本章小结

第四章 基于分布式角闪烁特征的高分辨雷达目标识别技术

4.1 引言

4.2 扩展目标的分布式角闪烁

4.2.1 分布式角闪烁概念

4.2.2 分布式角闪烁的获取手段

4.2.3 距离像和分布式角闪烁的姿态角敏感性

4.3 基于matching-score的距离像与分布式角闪烁融合识别

4.3.1 matching-score方法

4.3.2 距离像对齐

4.3.3 融合识别

4.3.4 仿真实验及其结论

4.4 基于小波变换的距离像和分布式角闪烁联合识别

4.4.1 小波变换及其多分辨分析

4.4.2 BP神经网络

4.4.3 基于小波分解的特征提取与识别方法

4.4.4 仿真实验及其结论

4.5 本章小结

第五章 结束语

参考文献

致谢

攻读博士期间作者完成的主要论文

发布时间: 2005-11-07

参考文献

• [1].基于极化分集技术的雷达抗干扰与优化检测研究[D]. 张晶.哈尔滨工程大学2014
• [2].多种测角体制下宽带高分辨雷达导引头目标识别理论方法与应用研究[D]. 张旭东.中国人民解放军国防科学技术大学2001

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• [2].弹载毫米波脉冲多普勒雷达制导信息处理研究[D]. 张军.国防科学技术大学2001
• [3].多种测角体制下宽带高分辨雷达导引头目标识别理论方法与应用研究[D]. 张旭东.中国人民解放军国防科学技术大学2001
• [4].毫米波多卜勒制导雷达信号处理方法研究[D]. 赵宏钟.中国人民解放军国防科学技术大学2003
• [5].基于非线性方法的雷达目标识别研究[D]. 李晓辉.国防科学技术大学2004
• [6].毫米波导引头智能化信息处理技术研究[D]. 付强.国防科学技术大学2004
• [7].雷达目标距离像识别研究[D]. 孟继成.电子科技大学2005
• [8].低分辨雷达对群目标的检测及分辨研究[D]. 李朝伟.国防科学技术大学2005
• [9].光学图像末制导中的点目标检测与识别算法研究[D]. 张兵.国防科学技术大学2005
• [10].空间雷达目标特征提取与识别方法研究[D]. 马君国.国防科学技术大学2006

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