距离像先验引导的扩展目标检测方法

扩展目标检测通常采用距离像能量积累检测的方法,由于距离像信息掌握不完备,陷落损失会降低检测性能。本文提出一种距离像先验引导的扩展目标检测方法,通过利用距离像包络模先验,对信号进行积累以提升检测性能。该方法考虑了复距离像与复高斯白噪声的相干叠加与相位预测不准的因素,采用将观测数据取模的检测模型,基于似然比检测(Likelihood Ratio Test,LRT)理论推导了低信噪比下的特征平方匹配检测器。该检测器将目标复距离像的包络模与观测数据的包络模进行平方匹配,并通过门限判决来判断目标是否存在。包络模先验的获取是通过从ISAR图像提取二维散射中心,向对应姿态角下的雷达视线方向进行投影,来获得目标近似的一维散射中心模型,再由该模型进一步生成目标距离像的包络模先验。同时,本文从理论与实验两方面分析了能量检测器和特征平方匹配检测器之间的关系,通过散射中心模型重构与暗室测量的方法获取数据进行了实验验证。实验结果表明:在低信噪比下,距离像先验引导的特征平方匹配检测器能有效提升目标的检测性能,并且对先验模型失配的情况具有良好的适应性。

基于Transformer复杂运动辨识的机动星凸形扩展目标跟踪方法

针对复杂的机动扩展目标跟踪问题,利用Transformer网络设计了一种有效的星凸不规则形状机动扩展目标跟踪方法。首先,该文研究利用alpha-shape算法建立了星凸形状的变化模型,实现了静态场景下的星凸形扩展目标的形状估计。然后,通过对目标状态转移矩阵进行重新设计,结合Transformer网络对机动扩展目标运动状态转移矩阵进行实时估计,实现了对复杂机动目标运动过程的精准跟踪。进一步地,将估计得到的形状轮廓与运动状态进行融合,最终实现了对星凸形机动扩展目标的实时跟踪。最后,通过构造复杂的机动扩展目标跟踪场景,利用多重性能指标测试算法对形状和运动状态的综合估计性能,验证了算法的有效性。

一种距离多普勒平面的二维点迹凝聚方法

本文提出了一种距离多普勒平面的二维点迹凝聚方法,该方法通过先对目标检测后点按一定顺序排列,接着在相同多普勒通道进行距离维归并,然后再进行多普勒维归并,接着将二维归并完的目标点根据目标判决条件剔除虚假点,最后将剩余的目标点按一定准则凝聚形成最终结果。通过二维归并凝聚可以避免目标分裂现象。

带有距离走动和多普勒扩散的高速运动目标检测

针对运动目标在长时间积累过程中的距离走动和多普勒扩散问题,提出了一种基于多种方法相结合的高速多目标检测和参数估计方法.该方法利用楔形变换校正目标包络的距离走动,运用循环自相关函数法和"解线频调"法联合估计并补偿目标的二次相位,最后通过相参积累聚集能量来检测目标.所提方法有效地补偿了目标的距离走动和时变多普勒频率,延长了信号相干积累时间并提高了检测性能.该算法运算量小,适合于硬件实现.对算法的性能做了分析并进行了仿真,仿真结果验证了算法的有效性.

基于相位追踪的SAR运动目标高阶距离徙动校正方法

距离徙动校正(RCMC)是合成孔径雷达(SAR)实现运动目标参数估计和聚焦成像的关键环节。当目标或平台运动复杂时,传统低阶RCMC方法将不再适用,而现有基于参数化的高阶RCMC方法易存在模型失配和计算复杂度高的问题、现有非参数化方法在低信噪比下性能也将大幅下降。对此,该文借助扩展卡尔曼滤波(EKF)对造成RCM的相位进行追踪,进而构建RCM补偿函数实现RCMC。所提方法不依赖于RCM的具体模型,追踪得到的相位包含高阶分量,因此可以实现SAR运动目标的高阶RCMC。此外,EKF在进行相位追踪的同时能对信号进行滤波处理,可有效降低所提方法的信噪比(SNR)门限。与传统方法相比,该方法适用性广,计算量适中,且能校正不可忽略的高阶残余距离徙动。该文详细阐释了所提方法的原理及数学模型,并通过多组仿真和实测数据处理验证了所提方法的有效性和优越性。

复合高斯杂波下距离扩展目标斜对称自适应子空间检测器

针对非高斯杂波背景中距离维扩展的多秩线性子空间信号自适应检测问题,本文基于两步法设计了广义似然比(GLRT)、Rao、Wald检测器。为解决训练样本有限情况下自适应检测器性能急剧下降的问题,本文在检测器设计阶段利用了协方差矩阵的斜对称结构特征。考虑到高分辨率雷达目标回波除了具有沿雷达径向的平动分量之外,还能观测到偏航、横滚、俯仰等转动分量,将目标信号建模为距离扩展子空间信号,以充分利用多普勒信息;为弱化纹理分量先验分布选择的困难,减小模型失配导致的检测性能损失,将杂波建模为纹理分量为未知常数且散斑协方差矩阵具有斜对称结构的复合高斯杂波模型。经过蒙特卡洛仿真实验验证,在训练样本数量受限的情况下,本文所提三种斜对称检测器检测概率达到0.5所需的信杂比相比传统检测器平均低20 dB。同时,分析表明提出的三个斜对称自适应检测器均对散斑协方差矩阵具有恒虚警特性。

一种基于距离多普勒二维联合的群目标分辨方法

编队飞机由于间距很小 ,常规低分辨雷达无法直接从距离和方位上分辨架次 .本文提出一种基于距离—多普勒二维联合处理的群目标分辨方法 .发射线性调频脉冲信号 ,将观测时间内的若干次回波在距离维和多普勒维分别转换为单频信号的叠加 ,再联合距离 -多普勒二维信息估计协方差矩阵 ,用超分辨信源数估计算法———新的改进盖氏圆盘法分辨目标架次 .这种方法可以直接地给出判决结果 ,适用于各种飞行状态、低信噪比环境或波束驻留时间较短的情况 ,而且和重频参差工作模式相兼容 ,尤其适合中。

脉冲多普勒雷达距离拖引目标序贯滤波跟踪方法

建立一个包含欺骗过程参数的滤波模型,在估计目标状态的同时,对目标距离拖引欺骗的相关参数进行估计。用一个递归滤波器估计回波平均功率,并计算真实回波和欺骗回波的检测概率,用于相关计算和欺骗终止判断。用2D方法实现测量值与真实回波和欺骗回波预测位置的关联判断,对相关上的回波使用序贯滤波的方法对目标状态进行估计。仿真结果表明,本方法能够有效地利用欺骗回波,不仅能稳定地跟踪目标,而且可以获得较高的目标位置估计精度。

基于多普勒频率与距离和的目标定位

针对无源探测系统,提出一种基于多普勒频率与距离和测量的目标定位算法。建立无源探测系统中探测定位的数学模型与基于多普勒频率测量的计算关系,给出目标位置的求解过程和模糊解的处理方法。仿真实验中利用STK建模工具构建了典型的场景,并分析了算法的定位精确度。实验证明,利用对目标多普勒频率与距离和的测量对目标进行定位的算法是有效的。

基于多普勒扩展补偿的FDA-MIMO雷达运动目标检测

频控阵-多输入多输出(FDA-MIMO)雷达在检测运动目标时,由于发射阵元间的频率偏移与目标的速度耦合,因此在慢时间维出现严重的多普勒扩展,进一步造成各接收通道的信号能量无法相干累积,极大降低了系统的检测性能。针对此问题,该文提出一种基于多普勒扩展补偿的FDA-MIMO雷达运动目标检测算法。首先建立了FDA-MIMO雷达运动目标的回波模型,分析了频偏带来的多普勒扩展问题;然后在给出最大似然接收机模型的基础上,提出一种基于插值滤波的重采样算法来补偿FDA-MIMO雷达在检测运动目标时引起的多普勒扩展。仿真结果表明:该文所提算法在抑制多普勒扩展的同时,能够补偿子目标回波在距离维的跨单元走动,实现信号能量的相参累积。

基于平方根分解的干扰加噪声背景下距离扩展目标子空间检测器

研究了子空间干扰加未知噪声背景下的距离扩展目标检测问题.将目标和干扰均建模为已知子空间内具有未知坐标的信号,且目标信号子空间包含在干扰信号子空间内.利用一组包含干扰和噪声的辅助数据估计干扰协方差矩阵,采用平方根分解方法变换干扰矩阵结构,进而求解干扰坐标协方差矩阵、噪声功率和目标信号坐标的最大似然估计,基于一步法设计策略建立广义似然比检验检测器.理论分析表明,所提出的检测器对干扰加噪声的协方差矩阵具有恒虚警率特性.仿真分析表明,在与目标信号相关的干扰加未知噪声背景下,所提出的距离扩展目标子空间检测器的检测性能优于已有对比检测器,且能有效抑制不同功率的子空间干扰信号.

基于ACCF-LVD-KT的距离扩展目标运动参数估计与HRRP重构方法

越来越多的空天威胁目标兼具低可观测性和高机动性,因此从低信噪比的距离扩展目标回波中重构高分辨距离像(HRRP)面临很高的技术挑战。文中提出了一种基于相邻互相关-吕分布-Keystone变换的长时间相参积累方法,能够实现变加速运动距离扩展目标的运动参数估计和HRRP重构。首先,利用相邻互相关函数与吕分布实现机动参数估计;然后,根据机动参数估计值进行相位补偿,并联合Keystone变换校正距离徙动;最后,进行相参积累并实现HRRP重构。仿真实验和实测数据处理结果表明:该方法能够实现运动参数估计与HRRP稳健重构。此外,该方法避免了高维参数搜索,计算效率高,具有良好的工程应用前景。

双基地合成孔径雷达扩展距离多普勒成像算法

根据顺轨飞行模式双基地几何关系及其信号模型,给出了一种适用于该模式下的扩展距离多普勒算法,成功地解决了由于接收、发射平台分置而产生的不同于单基地合成孔径雷达的距离徙动校正和方位聚焦问题,计算机仿真验证了算法的有效性及其在各种双基地角情况下的适应性.

高速目标距离、多普勒走动及其补偿方法

临近空间飞行器的出现对现役雷达系统提出了严峻挑战,其高超声速特点导致的跨距离单元、跨多普勒单元现象使雷达系统常用的相参积累处理失效,必须通过对目标回波信号进行速度、加速度补偿才能实现有效的积累。本文首先分析了临近空间目标的运动特性,及其导致距离、多普勒走动的原因,然后提出了通过Keystone变换以及加速度补偿处理的方法,并对工程实现中面临的问题进行了分析,最后通过仿真验证了算法的可行性。

距离-多普勒法对月面目标定位精度的研究

距离-多普勒(R-D)定位法是利用卫星星历数据和雷达回波数据的距离-多普勒信息对SAR图像目标进行定位,因无须在视场中选参考点,这对月面目标定位具有重要意义。距离-多普勒定位法对地面目标的定位已有广泛的应用,并有较好的精度,本文通过对定位误差源的分析和仿真,得出了距离-多普勒定位法对月面目标定位的精度。

距离—多普勒算法在雷达目标远场成像中的应用

利用计算机仿真计算目标模型的雷达散射截面(RCS)是估测雷达目标散射特性的一种方法。利用距离—多普勒(R-D)成像算法对所得目标RCS仿真数据进行分析,可得出目标的雷达散射中心分布。对简单模型的成像处理结果证明这种方法是可行的。

基于FPGA实现的三体制兼容引信目标多普勒频移与距离模拟

提出了一个基于三种工作波形的引信模型,详细论述了基于FPGA实现目标多普勒频移与距离模拟时需要应对的一些问题。由于三体制兼容引信有三种工作波形,所以在为其设计目标模拟器时就要着重考虑信号相关性和相位编码相关性等问题。

调频步进雷达扩展目标高分辨距离像分析

本文首先对扩展目标的一维距离像进行了离散建模;然后给出了扩展目标调频步进雷达回波信号的数学模型,证明了调频步进雷达相参合成扩展目标一维距离像原理;文章分析了目标运动对合成距离像的影响,推导了运动目标合成距离像的距离单元走动计算公式,给出了运动目标一维距离像二次相位误差补偿的速度临界值;最后给出了计算机仿真,证明了本文的结论.

非高斯杂波下修正的SDD-GLRT距离扩展目标检测器

在球不变随机向量非高斯杂波背景下,针对SDD-GLRT方法在统计平均意义下对距离扩展目标进行最优检测所带来的检测损失,通过充分利用目标散射点的先验信息,基于有序统计检测理论,提出了修正的SDD-GLRT距离扩展目标检测方法.理论分析表明,在不存在目标的假设下,虚警概率与纹理分量的混合分布、杂波协方差矩阵以及确知信号的方向向量无关,即修正的SDD-GLRT方法具有恒虚警率(constant false alarm rate,CFAR)特性.仿真结果表明,随着积累脉冲数及目标散射点所占距离单元个数的增加,修正的SDD-GLRT检测性能得到提高.在散射点分布稀疏条件下,修正的SDD-GLRT的检测性能要明显好于SDD-GLRT和NSDD-GLRT,且在估计目标散射点个数存在微弱偏差和不同杂波尖峰情况下,修正的SDD-GLRT具有很好的鲁棒性.

一种基于顺序统计量的距离扩展目标检测器

该文提出一种高斯白噪声中的距离扩展目标检测器。实际目标的宽带雷达回波能量往往集中于若干距离单元中,基于这一事实,对检测窗内的回波数据按能量降序进行排列,然后顺序进行能量积累和检测,直到做出判决为止。文中详细推导了检测器的虚警概率,给出了设置检测门限的方法。最后通过Monte Carlo实验,利用两类特殊能量分布方式的距离像和一个实际目标的实测距离像,对比分析了该文提出的基于顺序统计量的距离扩展目标检测器相对于能量积累检测器的性能。对于回波能量集中于少数距离单元的距离像,该文提出的检测器比能量检测器具有更好的检测性能。