雷达下视环扫成像分辨率研究

雷达下视环扫成像作为一种特殊的成像方式,可在较大地域范围对感兴趣的目标快速成像,继而对飞行器定位并精确制导.对下视环扫DBS和环扫SAR两种成像模式进行了分辨率研究,纠正了一些文献在DBS分辨率计算时存在的混淆;对两种环扫模式的理论方位分辨率进行了比较;建立了飞行器末段环扫成像参数的优化模型,给出优化方法.分析了不同环扫模式的适用性,并指出相比全程环扫SAR模式,高程环扫SAR+低程环扫DBS的成像模式可为定位增加信息量,但改善量不大.     

基于SAR导引头的弹体定位技术

采用合成孔径雷达导引头,是提高中远程导弹制导精度的有效途径之一。系统地研究了弹载SAR弹体定位问题,提出了利用弹载SAR的距离-多普勒数据、惯性导航系统输出的导弹速度和高度表测量的导弹高度进行弹体定位的方法,推导了定位的解析公式,避免了不稳定的迭代计算,给出了详细的定位流程。根据当前各分系统能够达到的普遍精度进行了仿真,分析了各误差源对定位精度的影响。     

成像匹配系统定位结果的TSU数据融合新方法

在采用SAR末制导导引头的成像匹配定位系统中,现有算法利用加权平均对单次匹配的多模板进行融合得到定位数据。该方法忽视了不同位置上匹配定位信息的继承性和相关性,浪费了很多宝贵信息,限制了定位精度和可靠性的提高。为克服该缺陷,本文采用数据融合思想,在不改变导引头成像及景象匹配算法的前提下,通过挖掘多次定位结果中的关联信息,提出一种时空交错（temporal-spatial-united,TSU）的数据融合算法,利用一次匹配中多模板进行空间融合,及不同时刻定位结果进行时间融合,并通过仿真验证了算法性能,结果表明,本文算法可提高末制导导引头定位精度。     

弹载双基前视SAR俯冲段弹道设计方法

导弹在打击复杂背景目标时,现有单基平台末制导手段难以实现对目标的有效分离。作为一种解决方案,将双基前视合成孔径雷达（synthetic aperture radar, SAR）应用于俯冲攻击段,即弹载双基前视SAR（missile borne bistatic forward looking SAR, MBFL-SAR）,可实现弹载雷达末端俯冲段全程二维高分辨成像、自主寻的精确制导。而在该构型下作为发射机的照射弹轨迹直接制约双基成像分辨率以及制导精度。首先分析了MBFL-SAR俯冲攻击段的分辨率特性,然后提出了基于线性衰减轨迹模型的弹道设计方法,该模型可有效满足成像分辨率要求,且利于双基构型下制导控制。最后,通过仿真结果验 证了设计方案的合理性。     

天线罩影响下的导弹制导控制系统设计

针对天线罩误差对导弹制导控制系统的影响,本文提出了导引控制器的一种“综合”设计方法,这种方法是一种系统的设计方法,设计过程可由计算机实现,对设计者的经验要求较少。仿真实验表明,按此方法设计出的制导控制系统对于天线罩瞄准线误差斜率的摄动具有满意的鲁棒性。     

基于位置关系约束的SAR图像与光学图像匹配

SAR图像与光学图像有较大差异,为实现SAR图像与光学图像的匹配,提出了一种新的多子区SAR景象匹配算法。算法依据SAR图像噪声特性,提出了用于SAR图像边缘提取的基于小波包变换的改进断面检测法。匹配中将实时图分为多个子区,由子区灰度标准差和频谱直方图判别其可匹配性,用各子区位置分布关系约束匹配结果。匹配搜索策略为基于提升小波的金字塔分层搜索。用SPOT-5卫星光学基准图进行了大样本实验,实验结果表明了该方法是一种有效的图像匹配方法,具有鲁棒性,并且与中心点匹配方法相比,能为飞行器定位提供更多有效信息。     

弹载SAR末制导段轨迹控制算法

针对机载合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)制导空地导弹的末制导过程,导弹的运动状态如何同时满足成像分辨率和脱靶量要求的问题,提出一种新的轨迹控制算法。通过分析SAR末制导过程,以及弹目空间几何与成像分辨率的关系,将成像分辨率要求转化为对导弹前置角的约束,将脱靶量要求转化为对导弹目标线角速度的约束。基于逆最优控制,建立含有待定系数的性能指标函数,并根据给定的系统动态性能指标确定该系数,从而得到具有时变权值系数的最优控制量,通过权值系数的调节作用以满足不同制导模式的指标要求。仿真实验证明了该算法的有效性。     

高精度景象匹配下的高速SAR平台定位和测速

针对目前惯导精度较低,不能精确地对高速SAR平台进行定位的问题,提出了一种基于数字地图高精度配准后再对高速SAR平台进行定位的方法。该方法通过得到SAR图像中所匹配点目标的位置信息来确定高速SAR平台的瞬时位置,将提高高速SAR平台的定位精度,其定位精度可在2~3 m之内。同时,还利用回波数据的多普勒信息对高速SAR平台瞬时测速的可行性进行了分析。最后,通过仿真实验证明了该方法的有效性。     

反弹道导弹动能拦截器的新型最优制导律

针对大气层外动能拦截器拦截弹道导弹的末制导过程 ,提出了一种新型最优制导律。由于采用了一种新的剩余时间计算方法 ,这种最优制导律产生的加速度指令可以通过拦截弹的轨控系统 (弹体纵轴方向无控 )实现。最后 ,采用新型最优制导律和传统比例导引律分别进行了拦截过程的计算机数值仿真 ,仿真结果表明了这种新型最优制导律的有效性。     

三孔径SAR-MTI系统的性能分析

具体分析了用于检测和定位运动目标的三端口SAR -MTI系统工作原理及性能。着重讨论了各种误差对检测和定位运动目标的影响 ,并对假设的雷达系统进行了计算机仿真。结果表明 ,在存在各种系统误差的条件下 ,系统仍具有良好的性能。由于是开环处理 ,这种系统具有较强的环境适应能力 ,同时处理所需的计算量和硬件设备量也不大 ,因此这种方法容易在工程上实现。     

基于树型小波和灰度共生矩阵的SAR图像分类

SAR图像包含有相干斑噪声 ,传统的方法不能很好地对SAR图像进行分类。为了能对SAR进行精确分类 ,将图像的灰度和纹理特征 ,空域和频域特征相结合 ,提出了一种新的SAR图像分类方法。该方法采用由树型小波中频纹理能量特征、灰度共生矩阵特征、树型小波滤波后的灰度组成的特征矢量对SAR图像进行分类。实验结果分析表明 ,该方法是一种有效的SAR图像分类方法。     

复图像域正则化特征增强SAR成像方法

通过分析合成孔径雷达(SAR)的成像过程和频域上的正则化特征增强方法,提出了一种在复图像域进行正则化特征增强的SAR成像方法,直接从SAR复图像域数据出发,利用先验信息,使用正则化方法重建高分辨率的SAR图像。实验结果表明,该方法能较好地保护目标并增强目标的可分辨性、抑制旁瓣和噪声、提高SAR图像的对比度。通过大量实验,研究了正则化参数的选取规律,总结出一些有用的结论。复图像域上的正则化特征增强方法的计算量比频域上的正则化特征增强方法的计算量大大减小。     

基于SPGA算法的低频超宽带 SAR运动补偿方法

对已经初步聚焦的低频超宽带(ultra wideband, UWB)合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)图像进行基于图像域的相位误差补偿,可进一步提高图像聚焦质量。依据UWB SAR运动误差模型,提出了基于条带式相位梯度自聚焦（strip phase gradient autofocus, SPGA）算法的相位误差补偿方法。该方法有效地补偿大合成孔径、宽测绘带低频UWB SAR图像中的二维空变相位误差。仿真和实测数据处理结果验证了所提方法的有效性。     

四叉树分类的网格编码量化在SAR图像中的应用

综合了小波去相干斑噪声、四叉树分类、网格编码量化技术,提出了一种在小波域内对带噪SAR图像作网格编码量化的新方法。首先对小波域的SAR图像实施软阈值去噪声,然后根据小波图像中各子带系数的带间相关性对其进行四叉树分类,再对分类后的重要类小波系数应用网格编码量化形成有序的嵌入式比特流。该方法不仅利用了信号间的时间相关性,而且也较好地利用了信号变换域的相关性。并且在对SAR图像压缩的同时去除了噪声,取得了很好的效果。     

UWB-SAR图像中二面角目标的检测

目标的散射特性常依赖于雷达和目标间的姿态角，该依赖性在大积累角的UWB-SAR(UltraWide-BandSAR)中尤为明显，但是经过成像处理，这种关系在图像中被掩盖了。通过分析SAR图像的频谱特点，提出一种方向滤波与双参数恒虚警检测相结合的方法，利用目标响应的方向性检测大处理角UWB-SAR图像中的目标点。对仿真数据处理的结果表明，该方法具有结构简单、性能优良稳定等优点。     

SAR目标多尺度概率密度估计与识别

针对SAR目标识别问题,提出了一种基于核非线性映射的SAR目标多尺度概率密度特征的估计方法,并利用该特征进行目标识别。首先将SAR目标图像在多尺度域中分解,按一定规则建立多尺度根矢量;将多尺度根矢量经非线性映射到另一空间中,在该空间中利用基于核函数的技术结合parzen窗非参数估计得到概率密度函数。通过这一途径得到的多尺度概率密度分布挖掘了目标散射在尺度之间的相互关系,分布特征之间的相对熵测度可以用与目标分类识别。以MSTAR实测SAR目标数据集进行了多尺度概率密度估计和目标识别试验和分析,试验结果表明了提出方法的有效性。     

结合边缘和统计特征的末制导SAR图像匹配

提出一种用于末制导的合成孔径雷达（synthetic aperture radar, SAR）图像实时匹配方法。考虑参考图与实时图尺度、方向等差异,制备多幅参考图像,基于最小错误概率准则,对每幅参考图像提取边缘,由边缘图形成用于匹配的包含边缘两侧地物区域信息的参考模板。提出一种利用边缘信息和SAR图像统计特性的相似性度量准则。采用金字塔分层结构的搜索策略,提高了匹配速度。该方法综合利用了边缘和灰度统计信息,避免了对实时图的边缘提取。实验验证了算法的有效性。     

曲线轨迹SAR大斜视子孔径成像算法

针对小型合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)平台曲线轨迹运动、大斜视实时成像的要求,提出一种子孔径成像算法,首先进行预处理,补偿加速度对调频率的影响,再采用级数反演法(method of series reversion, MSR)得到回波信号的高阶近似二维谱。在此基础上,基于方位频域相位滤波处理校正方位调频率空变,最终利用谱分析(spectrum analysis,SPECAN)技术实现方位统一聚焦。点目标仿真数据验证了本文算法的有效性。     

合成孔径雷达景象匹配中制导导弹定位

研究了合成孔径雷达景象匹配中制导中的导弹定位问题。部分孔径成像是景象匹配中制导合成孔径雷达有效的成像模式,为便于利用多匹配点定位,提出了聚焦多普勒波束锐化成像方法。建立了基于匹配点距离差和多普勒差,并考虑了高度、速度和匹配点位置测量误差的定位模型。推导了位置估计的克拉美-罗下限（Cramer-Rao lower bound, CRLB）。提出了一种基于最小二乘的闭式求解算法。理论分析表明,在一定近似条件下,这一算法的估计精度到达CRLB。仿真分析了各种误差因素对CRLB的影响,验证了算法的理论分析结果及其有效性。