沿航迹干涉SAR地面动目标检测算法研究

论文摘要

本论文主要研究了合成孔径雷达地面动目标检测技术,特别是被地杂波淹没的慢速运动目标的检测和成像处理方法。本文所做工作如下:1.建立SAR的运动目标回波模型,对目标运动引起的多普勒中心和调频斜率变化进行了理论分析,以及这些变化对常规SAR成像结果的影响。2.介绍了ATI方法的基本原理和天线配置方式;重点介绍了机载双通道ATI检测算法:包括距离多普勒域ATI检测算法和图像域ATI检测算法;分析了系统的盲速,最小可检测速度等重要的性能参数;最后结合仿真数据验证了沿航迹干涉算法的正确性和有效性。3.对干涉相位的统计特性进行了研究,给出了干涉相位的概率密度函数和方差;在此基础上,介绍了检测概率和虚警概率计算公式;着重讨论了目标信杂比、杂噪比、杂波相关系数和动目标径向速度等因素对慢动目标检测性能的影响;最后结合最大似然原理,分析了一种新的估计动目标径向速度的方法,并给出了径向速度估计误差的克拉美-罗界。4.介绍了多通道干涉SAR系统的组成结构;给出了一种基于多通道ATI的动目标检测方法,并分析了多通道干涉SAR/GMTI对慢动目标的检测性能;最后结合多通道干涉SAR系统的多基线结构,提出利用多基线的干涉相位信息去除沿航迹干涉SAR的测速模糊。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 合成孔径雷达简介
• 1.2 合成孔径雷达的发展历史
• 1.3 SAR 动目标检测和成像的意义
• 1.4 国内外研究的历史和现状
• 1.5 论文研究的主要内容
• 第二章 动目标在SAR 图像中的响应
• 2.1 SAR 回波理论和成像原理
• 2.2 机载SAR 运动目标回波模型
• 2.3 目标运动对常规SAR 图像的影响
• 2.3.1 动目标多普勒中心频率变化对常规SAR 图像的影响
• 2.3.2 动目标多普勒调频斜率变化对常规SAR 图像的影响
• 2.3.3 距离走动对常规SAR 图像的影响
• 2.4 动目标成像仿真
• 2.5 本章小结
• 第三章 双通道沿航迹干涉SAR 地面动目标显示技术
• 3.1 引言
• 3.2 ATI 天线工作方式
• 3.2.1 主从式ATI
• 3.2.2 乒乓工作方式
• 3.3 双通道SAR 回波模型
• 3.4 ATI 的工作原理
• 3.4.1 距离多普勒域ATI 检测原理
• 3.4.2 图像域ATI 检测原理
• 3.4.3 干涉相位门限检测动目标
• 3.4.4 径向速度估计
• 3.4.5 运动目标定位
• 3.5 ATI 参数分析
• 3.5.1 最小可检测速度
• 3.5.2 最大不模糊速度
• 3.5.3 盲速
• 3.6 计算机仿真
• 3.7 本章小结
• 第四章 双通道沿航迹干涉SAR/GMTI 性能分析
• 4.1 引言
• 4.2 干涉相位
• 4.3 干涉相位统计特性
• 4.3.1 理论推导
• 4.3.2 杂波和噪声等因素对干涉相位概率分布的影响
• 4.4 检测性能分析
• 4.4.1 动目标的检测概率和虚警概率
• 4.4.2 CNR 对动目标检测性能的影响
• 4.4.3 SCR 对动目标检测性能的影响
• 4.4.4 径向速度对动目标检测性能的影响
• 4.5 动目标径向速度估计
• 4.5.1 动目标径向速度的最大似然估计
• 4.5.2 动目标径向速度估计误差的克拉美－罗界
• 4.6 本章小结
• 第五章 多通道AT-InSAR 地面动目标检测和径向速度估计
• 5.1 引言
• 5.2 多通道沿航迹干涉SAR 系统
• 5.3 多通道AT-InSAR 动目标检测
• 5.3.1 多通道ATI 动目标检测
• 5.3.2 计算机仿真
• 5.4 多通道AT-InSAR 动目标径向速度估计
• 5.4.1 多通道ATI 动目标径向速度估计
• 5.4.2 径向速度估计误差的克拉美－罗界
• 5.5 本章小结
• 第六章 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 在校期间研究成果