论文题目: 合成孔径探地雷达探测浅埋小目标的信号处理算法研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 信号与信息处理
作者: 胡进峰
导师: 周正欧
关键词: 探地雷达,杂波抑制,波速估计,合成孔径成像,目标探测,目标识别
文献来源: 电子科技大学
发表年度: 2005
论文摘要: 探地雷达是一种通过超宽带电磁波进行地下探测的无损探测技术，在国防和国民经济建设方面正得到日益广泛的应用。国际上早在80年代末90年代初就已经基本解决了探地雷达系统硬件设计上的诸多难题，而探地雷达的信号处理技术相对来说还不成熟，因而近年来研究重点转向了信号处理技术的研究，近年来国际上发表的探地雷达文章中，绝大部分文章都是研究探地雷达的信号处理方法，因此本文也定位于探地雷达信号处理方法的研究。 早先的探地雷达都是用于中深层探测的，在超宽带技术成熟并应用于探地雷达后，探地雷达才逐渐应用于浅地层探测。因此，与中深层应用的探地雷达相比，探测浅地层的探地雷达的研究时间较短，浅地层探地雷达信号处理技术还不成熟。而在浅地层探测中，地雷等浅埋小目标的探测，对浅地层探地雷达的信号处理方法提出了更高的要求。此外，探测浅埋小目标时，要求雷达具有较高的分辨率，因此合成孔径探地雷达成为研究热门。本文主要研究合成孔径探地雷达浅地层探测应用中的浅埋小目标的探测的信号处理方法。 探地雷达按照体制不同可以分为：无载频脉冲雷达，步进频率探地雷达等；按照系统配置不同可以分为：下视探地雷达，前视探地雷达，机载探地雷达等。 其中，无载频脉冲探地雷达是目前实际使用最广泛的探地雷达；步进频率探地雷达是近年来国际上的热门研究内容，国内目前还没有研制出步进频率探地雷达系统，且国内对步进频率探地雷达技术的研究还很少；前视探地雷达是近年出现的新型探地雷达，目前国内还没有其他单位研究前视合成孔径探地雷达。本文在国防“十五”预研项目基金的支持下对无载频下视脉冲探地雷达、步进频率下视探地雷达的信号处理算法做了系统的研究，并在自然科学基金的支持下对前视探地雷达的关键技术做了有成效的研究。 所用数据主要来自欧盟反雷研究中心以及作者所在课题组采集的数据。所述各种处理方法对作者能得到的探地雷达数据的处理都是有效的，但是限于篇幅，各章并没有列出全部数据的处理结果。本文的主要工作及创新点如下： 1．讨论了目前最常用的三种探地雷达杂波抑制方法，并在分析这三种杂波抑制方法各自优缺点的基础上，针对基于SaS的杂波抑制方法提出了改进，并提出了一种定量衡量探地雷达杂波抑制效果的方法；最后，用三种常用方法和
论文目录:
摘要
ABSTRACT
目录
第一章 绪论
1.1 探地雷达技术的国内外概况
1.2 探地雷达的应用
1.3 探地雷达的类型
1.3.1 探地雷达按照系统配置分类
1.3.2 探地雷达按体制分类：
1.4 本文的研究内容及研究意义
1.5 探地雷达信号处理的特点
1.6 本文的内容安排和所做的主要工作
第二章 合成孔径探地雷达探测的基本原理
2.1 探地雷达的分辨率
2.1.1 探地雷达的距离分辨率
2.1.2 探地雷达的方位分辨率
2.2 探地雷达合成孔径成像原理
2.3 探地雷达数据形式
2.4 探地雷达中常见介质的特性
2.5 本章小结
第三章 探地雷达的杂波抑制方法的研究
3.1 探地雷达杂波的特征
3.2 常用的三种杂波抑制方法及其优缺点分析
3.2.1 均值法抑制杂波
3.2.2 自适应滤波的杂波抑制方法
3.2.3 SaS(Scale and Shift)的杂波抑制方法
3.3 所提杂波抑制方法
3.4对实测数据的处理结果及分析
3.5 杂波抑制效果的定量比较
3.6 本章小节
第四章 探地雷达波速估计方法的研究
4.1 所提基于模板匹配的下视探地雷达波速估计方法
4.1.1 下视探地雷达图像特点
4.1.2 所提波速估计方法
4.1.3 所提方法对实测数据的处理结果
4.2 所提前视合成孔径探地雷达波速估计方法
4.2.1 研究内容及前视探地雷达合成孔径成像原理
4.2.2 前视探地雷达波速估计方法的难点
4.2.3 所提前视探地雷达波速估计方法
4.2.4 实测数据的处理结果
4.3 本章小结
第五章 探地雷达目标探测方法的研究
5.1 基本原理
5.2 所提目标探测方法
5.2.1 图像分割方法
5.2.2 模板匹配目标探测与定位方法
5.3 对实测数据的处理分析
5.4 本章小结
第六章 探地雷达合成孔径成像方法的研究
6.1 下视探地雷达的一种快速合成孔径成像方法
6.1.1 全息合成孔径成像原理
6.1.2 快速合成孔径成像方法
6.1.3 对实测数据的处理结果及分析
6.2 前视探地雷达合成孔径成像方法的研究
6.2.1 前视探地雷达合成孔径成像原理和难点
6.2.2 所提基于分层成像的前视探地雷达合成孔径成像方法
6.2.3 实测数据的处理结果及分析
6.3 单通道步进频率探地雷达合成孔径成像方法的研究
6.3.1 双通道步进频率探地雷达成像原理
6.3.2 单通道步进频率探地雷达成像原理
6.3.3 所提单通道步进频率探地雷达合成孔径成像方法
6.3.4 实测数据的处理结果及分析
6.4 本章小结
第七章 探地雷达目标分类识别方法的研究
7.1 基于核方法的探地雷达目标特征提取方法的研究
7.1.1 传统的探地雷达目标特征提取方法(LDA)及正则化技术
7.1.2 所提基于核方法的探地雷达目标特征提取方法
7.1.3 对实测数据处理及分析
7.1.4 本节小结
7.2 所提基于PCA降维重建的探地雷达目标特征提取方法
7.2.1 PCA降维重建方法
7.2.2 试验数据的对比处理分析
7.3 本章小结
第八章 全文总结及下一步工作的建议
8.1 全文简要总结
8.2 下一步工作的建议
参考文献
致谢
个人简历
读博期间作为第一作者发表与录用的探地雷达方面的论文
攻读博士学位期间参与的探地雷达项目
发布时间: 2006-11-28