一种基于滤波响应损失的多通道合成孔径雷达地面动目标检测方法

针对在非均匀杂波背景下,杂波抑制后孤立强杂波剩余能量导致动目标检测虚警率升高的问题,提出了一种基于滤波响应损失的多通道合成孔径雷达地面动目标检测(SAR-GMTI)方法。对多通道的合成孔径雷达(SAR)图像进行维纳匹配滤波处理,在杂波抑制残差图检测的基础上,根据滤波前后信号的能量差异设计了滤波响应损失检测量,对潜在目标进行二次检测,以剔除虚警。仿真与机载实测数据表明:该方法能在非均匀杂波背景下有效改善动目标的检测性能,可应用于运动平台雷达对地监视预警。

基于干涉图的双通道合成孔径雷达地面慢动目标检测新方法

慢动目标检测是利用合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)实现空间对地观测应用的一个主要方面,具有重要的战略意义.为了构建检测率高、实用性强的自动双通道SAR地面慢动目标检测过程,基于ATI(along track interferometry)干涉图幅度和相位的联合统计特性,提出了一种新的检测方法.在理论层面上,推导了均匀区域、一般不均匀区域、极度不均匀区域等不同杂波环境下ATI干涉图幅度和相位的联合分布,给出了相关度参数的无偏估计方法.在算法层面上,以全局ATI幅度自动筛选为基础,通过杂波ATI幅度—相位图零相顶点的确定获得包络检测曲线,进而结合ATI幅度、相位预滤波处理,实现慢动目标的精确检测.此外,在检测的过程中,理论上分析了相位漂移、相干斑起伏噪声、接收机热噪声等对检测性能的影响.仿真实验表明:所提检测方法具有稳健性强、适用范围广、可检测速度范围大、检测率高、虚警率低等特点,说明此方法有较高的实用价值.

基于沿航向干涉的星载双通道合成孔径雷达系统地面运动目标检测技术

目前在轨的星载合成孔径雷达(SAR)系统,大都局限于沿航向排列的两个通道用于地面运动目标检测、测速与重定位。沿航向干涉ATI(along-track interferometry)技术利用两通道雷达图像间动目标和杂波干涉相位的差异,提高了地面慢速、弱小运动目标的检测能力,具有稳健性好,适用范围广,对地面场景RCS(radar cross section)起伏不敏感等特点,是双通道星载SAR系统普遍采用的一种GMTI(ground moving target indication)技术。基于干涉幅度/相位的联合分布和二元假设条件"杂波"及"杂波+动目标",文中系统地分析了SAR ATI技术中,常见的单边相位恒虚警检测和独立分布二级恒虚警检测方法,提出了条件分布二级检测和幅度/相位二维联合检测两种恒虚警检测方法,并以最优的基于NP(Neyman-Pearson)准则的似然比检测方法作为其他恒虚警检测方法性能的上限,对其性能进行分析和对比。仿真实验和性能分析结果表明,幅度/相位二维联合恒虚警检测方法稳健性好,实用性强,在低信杂比或低杂噪比条件下,检测性能良好。

视频合成孔径雷达技术发展现状综述

视频合成孔径雷达(video synthetic aperture radar,ViSAR)由于能够连续观测目标区域的变化,在许多领域得到了广泛的应用。首先梳理了国内外ViSAR相关的研究动态,分析了ViSAR高帧率成像以及动目标阴影形成的原理;然后系统地阐述了国内外ViSAR系统及其处理技术的研究进展,对成像算法、运动补偿算法以及动目标检测与跟踪技术等方面的研究进展进行了梳理和总结;最后总结了目前ViSAR相关的发展,并对未来ViSAR技术的潜在研究方向进行了展望。

基于单通道合成孔径雷达子图像的动目标检测性能分析

详细分析了基于单通道子图像的运动目标检测性能,给出了图像序列间协方差矩阵分解后特征值与运动目标速度间的关系。首先通过方位向的频谱划分获得单通道子孔径对应的子图像,再利用子孔径间协方差矩阵第二特征值对目标信号的敏感性实现运动目标的检测。详细推导了特征值与运动目标距离向速度的关系,并通过理论分析给出了协方差矩阵第二特征值的概率密度函数。最后,经过仿真实验给出了该方法的仿真结果与性能曲线。

分布式星载合成孔径雷达顺轨干涉动目标检测

主要研究分布式小卫星载合成孔径雷达顺轨干涉(SAR-ATI)动目标检测算法,通过建立卫星轨道、编队、地面静止及运动点目标模型,分析星载SAR-ATI动目标检测的流程图,仿真地面目标回波信号并成像。实验证明了在目标径向速度相对雷达平台航向速度不是很大、目标聚焦良好的情况下,ATI动目标检测方法的有效性。

合成孔径雷达与动目标检测

在合成孔径雷达(SAR) 中,雷达与目标之间相对运动的精确知识是相干处理回波形成高方位分辨率图像的基础。因此,在SAR中,对未知运动目标的检测和成像成为一个重要而困难的研究课题。本文较详细地阐述了在SAR 中进行动目标检测的若干方法,包括反射率频移法、多视图像位移法和多天线多通道处理技术。

合成孔径雷达图像中的动目标速度联合估计

为估计复数合成孔径雷达图像中动目标的速度,本文基于对称散焦滤波技术设计了联合速度估计方法。对于一个动目标雷达图像,该方法首先利用一距离向速度值在距离多普勒平面将目标的距离多普勒轨迹沿距离向对齐,然后利用一方位向速度值构建的对称散焦滤波器沿方位向将该目标图像重新聚焦,得到两个新的目标图像。通过计算这两幅散焦图像的锐度差,可建立一个以距离向速度和方位向速度为变量的锐度差曲面。在曲面的峰值或谷底处即可得到目标速度的估计值。理论分析和实验结果表明了该方法的可行性和有效性。

地面运动目标与合成孔径雷达的讨论

本文主要讨论了地面运动目标与合成孔径雷达的关系，并进一步介绍了地面运动目标对合成孔径雷达的影响。

组合式动目标检测和合成孔径雷达

本文介绍一种使用一串共同的射频(RF)脉冲同时完成合成孔径雷达(SAR)和动目标检测(MTD)功能的技术。通过使用这种技术,动目标出现的信息可以直接显示在高分辨率静态雷达图象上,这种雷达图象对判读有很大的好处,而且从一个指定区域获得必要的信息所需要的时间可缩短至最小。

面向复杂场景的多通道慢速动目标稳健检测算法

针对鲁棒主成分分析(RPCA)算法在多通道慢速地面动目标指示(GMTI)中存在的高虚警以及对通道误差敏感问题,该文提出一种数据重构与速度合成孔径雷达(VSAR)-RPCA联合处理的方法。首先,通过样本挑选与联合像素法完成通道间数据精确重构;然后结合VSAR检测模式提出一种新的RPCA优化模型,通过采用交替投影乘子法对其进行求解得到空间频域的稀疏矩阵,进一步利用动目标与强杂波残余在空间频域通道的分布特性差异实现强杂波残余剔除与动目标检测;最后采用沿航迹干涉算法估计目标径向速度完成动目标重定位。相较于传统RPCA算法,所提算法在非理想强杂波背景下的虚警率显著降低。理论分析与实测实验验证了所提算法的有效性。

机载视频合成孔径雷达成像技术研究

机载视频合成孔径雷达(ViSAR)工作在太赫兹波段,具有5 Hz以上的无孔径交叠成像帧率。其采用一发四收系统架构,具备合成孔径雷达(SAR)成像、地面动目标检测(GMTI)和干涉合成孔径雷达(InSAR)测高等功能,兼具光学传感器成像速度快以及微波雷达环境与气候适应性好等优势。论文介绍了机载视频合成孔径雷达研究进展,实验表明,其成像分辨率优于0.2 m,合成孔径时间可缩短至0.2 s。利用阴影信息可以对运动目标(如卡车等)进行检测,结合传统的GMTI与InSAR技术,实现对复杂运动目标的成像、跟踪和定位。

干涉合成孔径雷达的垂直基线对图像相干性的影响

本文指出了InSAR中垂直基线是影响图像相干性的重要因素,论证了现有的直接计算相关系数的公式是基于理想信号得出的,然后结合实际雷达信号的频率特性推导出了一个直接计算相关系数的公式,并给出了在各种斜坡地形情况下相关系数与垂直基线的变化关系.这种计算方法及其数值结果可用于对干涉合成孔径雷达的基线设计和性能评估.

合成孔径雷达的发展现状与未来

介绍了合成孔径雷达 (SAR) ,特别是星载合成孔径雷达的发展现状 ,给出了目前国外已经发射成功的主要空间SAR的基本情况 ,并对其发展方向进行了展望 。

对地面动目标检测雷达的干扰技术综述

地面动目标检测(ground moving target indication,GMTI)系统能够实现对地面运动的检测、定位、测速等功能,并生成地面态势信息。由于现代战争“发现即摧毁”的特点,GMTI系统对地面运动目标构成严重的威胁。为了有效对抗GMTI系统,提升对地面运动目标的防护能力,对GMTI干扰技术进行综述。首先介绍了目前GMTI发展状况,之后介绍了GMTI干扰技术发展状况,并主要从干扰效果、干扰调制方式、干扰布站方式、干扰能量来源等角度对GMTI干扰技术进行概述和总结,最后对GMTI干扰技术发展趋势进行了分析。

基于卷积神经网络的动目标检测

合成孔径雷达(SAR)动目标检测技术是雷达信号处理领域中的重要技术。文中利用深度学习高维特征提取能力,提出了一种基于卷积神经网络(CNN)的多通道SAR地面动目标检测算法,并针对雷达实测数据较少、动目标样本难以获得的问题,提出了基于仿真-实测混合样本集的网络训练方法完成网络的高精度训练。实测数据检测结果表明,此类方法能够有效地完成地面动目标检测,与传统动目标检测方法相比,具有显著的优势。

三孔径INSAR动目标检测和成像

本文研究了三孔径干涉合成孔径雷达（INSAR）地面动目标检测和成像处理技术，即应用三通道杂波抑制干涉（CSI）对消地杂波后进行地面动目标检测，确定动目标的真实方位和径向地速并聚焦成像处理．论文详细分析了三通道杂波抑制处理的机理，研究了了地面动目标检测，确定真实方位和径向地速的方法，给出了INSAR地面动目标聚焦成像处理中的一种实现方法．给出了一组典型计算机模拟结果，验证了该技术的正确性和可行性．

顺轨双天线机载InSAR的地面运动目标检测研究

基于高分辨率顺轨双天线机载InSAR,研究了地面运动目标检测问题。采用双通道干涉处理,抑制地面静止杂波。针对高分辨率InSAR合成孔径时间较长的特点,将运动目标成像处理的概念引入运动目标检测过程, 对运动目标信号实施距离徙动校正后,再聚焦成像,从而改善检测信噪比和信杂比,并进一步提高测速精度。InSAR 仿真数据的处理结果表明了该方法的有效性。

分布式小卫星SAR系统地面运动目标检测方法

本文研究了分布式小卫星SAR系统的地面运动目标检测(GMTI)方法,并解决了小天线带来的距离/多普勒模糊,以及超稀疏阵带来的高旁瓣问题.本文方法的主要思想是利用空时自适应处理(STAP)把地面运动目标谱与杂波谱分离开,然后再利用SAR成像处理对分离开的地面运动目标谱进行聚焦.针对超稀疏阵的高旁瓣模糊问题,提出通过导向扫描空时平面来克服盲速影响.

基于CSI处理的三通道机载SAR地面动目标检测

本文运用杂波抑制干涉的方法来提高系统处理时的杂波对消能力,该方法通过在图像域直接补偿通道间相位差之后进行子图像间的两两对消,并进行动目标的相位干涉,以确定动目标的方位位置.因而能有效地完成被地杂波掩盖的地面慢速运动目标的检测、测速及高精度定位.最后给出了对部分实测数据采用32个方位脉冲相干积累对消后进行恒虚警检测的处理结果.