SAR图像仿真及目标识别研究

论文摘要

合成孔径雷达(SAR,SyntheticApertureRadar)是基于雷达与目标的相对运动,用数据处理方法以较小的真实天线孔径综合成一个较大的等效天线孔径的雷达。合成孔径雷达具有全天时、全天候的特点,在国防建设和经济建设上发挥着巨大的作用,目前,针对SAR的研究成为国内外的研究热点,而SAR图像的目标识别是SAR研究的重要内容。本文集中研究了两方面内容:不同类别目标的SAR图像仿真方法和SAR目标识别算法。在目标SAR图像仿真方面,我们实现了一种基于目标电磁散射特性的SAR图像仿真算法。它包含以下处理步骤:(1)建立并分析目标三维模型;(2)采用图形电磁算法计算目标表面电磁散射场;(3)根据SAR成像原理,获得目标不同姿态下的SAR仿真图像。本算法产生的SAR仿真图像逼近实测SAR图像,计算速度较快,为进行SAR图像目标识别的研究提供了必要的数据支持。在SAR目标识别方面,我们提出了一种基于视区的SAR图像目标识别方法。它包含以下处理步骤:(1)将各个已知目标的SAR仿真图像集进行视区划分,每个视区是一个图像子集,子集中的图像具有相近的成像特性;(2)用原型模板表述每个视区的目标图像子集,原型模板包括子集中的典型目标图像及其特征参数;(3)将输入的待识别图像与视区原型模板库中各类别目标原型模板进行比较,最相似模板的类别确定为目标类别。这个方法通过在建立目标模型库时引入视区概念并采用简练的匹配技术,提高了识别准确性和计算速度。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 本文研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 合成孔径技术的发展
• 1.2.2 SAR图像仿真的发展
• 1.2.3 SAR图像目标识别的发展
• 1.3 本文思路和章节安排
• 第二章 相关基础理论
• 2.1 雷达散射截面理论
• 2.1.1 雷达散射截面定义
• 2.1.2 影响雷达散射截面的因素
• 2.1.3 雷达散射截面的起伏特性
• 2.2 SAR成像原理
• 2.2.1 合成孔径原理概述
• 2.2.2 距离向分辨率
• 2.2.3 方位向分辨率
• 2.3 SAR目标识别理论
• 2.3.1 含义
• 2.3.2 目标识别流程
• 2.4 本章小结
• 第三章 高频电磁场渐进理论在计算电磁散射场中的应用
• 3.1 高频电磁场渐进理论的主要方法
• 3.1.1 物理光学法（PO）
• 3.1.2 增量长度绕射系数法（ILDC）
• 3.2 图形电磁计算（GRECO）方法
• 3.2.1 模型显示
• 3.2.2 空间信息获取
• 3.2.3 散射场计算
• 3.3 实验结果分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 SAR图像仿真
• 4.1 SAR成像模式与成像算法
• 4.1.1 条带合成孔径雷达（StripSAR）
• 4.2 基于散射中心理论的SAR图像分析
• 4.3 成像平面的选择
• 4.4 SAR仿真成像
• 4.4.1 SAR仿真的主要方法
• 4.4.2 基于目标散射特性的SAR图像仿真方法
• 4.5 相干斑噪声及多视处理
• 4.5.1 相干斑噪声
• 4.5.2 多视处理
• 4.6 实验结果与分析
• 4.7 本章小结
• 第五章 基于视区划分的SAR目标识别算法
• 5.1 SAR目标识别主要方法
• 5.2 基于模板匹配的识别方法
• 5.3 基于视区划分的目标识别方法
• 5.3.1 目标建模
• 5.3.2 识别分类
• 5.4 实验结果分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 结束语
• 6.1 工作总结
• 6.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果