基于路网信息辅助的多星编队系统SAR-GMTI动目标径向速度估计与重定位方法

针对混合多基线系统构型下由动目标高程导致的目标径向速度估计偏差和定位偏差问题,提出一种基于路网信息辅助的动目标径向速度估计与重定位方法。首先,利用目标邻域杂波样本估计动目标的高程干涉相位导向,并结合路网先验信息补偿目标成像位置与其真实位置之间的高程差;然后,采用自适应匹配滤波算法估计目标的径向速度,并进一步将目标径向速度估计及重定位结果与路网信息进行匹配,以消除虚假估计;最后,将目标径向速度估计与重定位结果用于辅助目标高程补偿,并通过迭代处理获得最终结果。基于多星仿真数据的实验结果表明,所提方法能够有效消除目标高程影响,提升多星编队系统在地形起伏背景下的目标径向速度估计和重定位性能。

基于侦察干扰一体化的双干扰机系统对抗SAR-GMTI方法研究

针对单干扰机生成虚假运动目标干扰方法在对抗具有地面运动目标指示(ground moving target indication,GMTI)功能的合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)系统时的固有缺陷,通常通过利用双干扰机协同干扰的思路来解决这一问题。然而,目前公开文献关于利用双干扰机协同生成虚假运动目标的干扰方法,均需要提前侦察出SAR-GMTI系统的载机平台速度、干扰机到载机平台最近斜距以及两部干扰机自身位置等关键参数,而获取这些参数通常需要复杂的侦察设备。针对这一难题,提出了一种基于侦察干扰一体化的双干扰机系统对抗SAR-GMTI的干扰方法,该方法利用干扰机和接收机布站以及接收机间的到达时差(time difference of arrival,TDOA)信息,有效地解决需复杂设备侦察关键参数的难题,简化了干扰系统的配置。研究表明,在考虑TDOA测量误差以及SAR-GMTI系统两天线间距误差的情况下,所提方法能够在双通道SAR-GMTI系统中生成速度和方位向位置可控的虚假运动目标。理论分析和仿真实验结果验证了所提方法的可行性。

REAL EXTENDED SCENE AND MOVING TARGET MULTI-CHANNEL SAR RAW SIGNAL SIMULATION

A real extended scene and moving targets multi-channel Synthetic Aperture Radar(SAR) raw signal simulator accounting for Inertial Navigation System(INS) errors and antenna patterns is presented in this paper. INS errors are obtained by solving INS error differential equations with Runge-Kutta method. A high resolution SAR image is used to estimate the complex reflectance of real extended scene. Extended scene and moving target are simulated separately and then are superposed in time domain. The simulated multi-channel SAR data can be used for development of multi-channel SAR Ground Moving Target Indication(SAR-GMTI) and also can be used for development of SAR motion compensation.

星载SAR-GMTI系统目标定位误差概率分析方法

本文研究了星载运动目标检测(Ground Moving Target Indication,GMTI)系统中的目标定位问题。首先,采用几何向量法解释GMTI系统同时实现杂波相消和目标定位的基本原理。然后,基于高斯白噪声假设,推导了干涉相位误差的概率密度函数,该函数描述了目标定位精度与目标信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)和基线之间的关系。应用推导的概率密度函数,对现有的几个星载SAR-GMTI系统的目标定位性能进行分析比较,分析了基线误差对定位性能的影响。仿真结果验证了提出的概率密度函数的有效性。

基于遗传算法的雷达动目标显示(MTI)参差设计

针对杂波背景下的雷达动目标显示(MTI)滤波器优化问题运算量过大的情况,提出一种基于遗传算法的MTI参差设计。遗传算法是仿照大自然中生物种群进化过程“物竞天择,适者生存”的优化算法,是一种简单通用,鲁棒性高的启发性算法。定义MTI脉冲重复周期为基因编码,设计滤波器响应最低点为适应度函数,通过遗传算法进行选择、交叉、变异,在有限时间内迭代出最优的MTI脉冲重复周期组。通过仿真以及计算量对比,遗传算法搜索对MTI脉冲重复周期组的搜索大大减少了计算量,验证了其正确性以及可行性。

一种双模杂波抑制的准自适应MTI系统

雷达自适应杂波抑制的算法及其工程实现是雷达信号处理系统的一个重要问题。本文首先从理论上讨论了一种基于最大平均改善因子准则的动目标显示滤波器最佳权矢量的计算方法,然后从工程实现的角度提出了一种简单实用的具有双模杂波抑制能力的准自适应动目标显示系统,并将该自适应杂波抑制算法应用到实测雷达数据上,实验结果表明该算法对真实雷达回波中的杂波具有有效的抑制作用。

SAR-GMTI匀加速运动假目标有源调制干扰方法

借鉴匀加速运动调制思想,提出了一种SAR-GMTI匀加速运动假目标有源调制干扰方法。详细确定了有源实现方式下各关键干扰参数,阐释了干扰成像结果,分析了速度、载频、斜距等侦察误差对干扰效果的影响,采用三孔径干涉对消方法研究了其对GMTI的对抗性能,并开展了基于实测数据的实验分析。该干扰样式携有逼真的匀加速运动特征,具有距离向相干、方位向部分相干的特点,可实现对SAR-GMTI的匀加速运动假目标干扰效果,是一种有效稳健的干扰方法。

多通道SAR-GMTI通道均衡和动目标检测定位方法

针对机载多通道SAR-GMTI系统及其实测数据,提出了一种新的通道均衡方法和基于该均衡的动目标检测、定位方法.该方法先利用泄漏信号进行电路中信号均衡,后进行通道间快时间和慢时间校准并在距离压缩后通过迭代补偿通道差异,再经杂波对消和方位压缩实现动目标检测,最后通过估计动目标多普勒偏移的方法完成参数估计.该通道均衡方法不需要天线参数、平台运动参数等先验信息,避免了图像配准过程和自适应杂波相消过程,因而计算量小,易于实现.实测数据实验结果证明该方法杂波对消比达到20 dB,检测和定位性能好.

一种SAR-GMTI的无源压制性干扰方法

针对合成孔径雷达地面动目标检测(synthetic aperture radar-ground moving target indication,SAR-GMTI)的工作原理,提出了一种基于旋转角反射器的无源压制性干扰新方法。该方法利用旋转角反射器产生的微多普勒在各个通道中形成干扰条带,在多通道抑制地杂波后,微多普勒干扰条带将造成动目标检测无法完成,使得无法对动目标正确地定位和测速。理论分析和仿真实验证实了该方法对SAR-GMTI干扰的有效性。

分布式OFDM-MIMO雷达MTI处理

分布式频分正交复用-多输入多输出雷达(orthogonal frequency division multiplexing-multiple input multiple output,OFDM-MIMO)是一种新型雷达系统。针对该雷达的杂波抑制问题,建立了该雷达的回波模型,分析了空间分集和发射频率分集对改善因子的影响,给出了该雷达的动目标显示(meving target indication,MTI)杂波抑制方法,并分析了提出方法的性能。较之传统发射相同载频信号的MIMO雷达,分布式OFDM-MIMO雷达由于频率分集带来的处理自由度能改善多普勒频率落入MTI滤波器凹口的目标的检测能力。理论和仿真实验证实了提出方法的有效性。

合成孔径雷达微动目标指示(SAR/MMTI)研究进展

目标微动蕴含着对合成孔径雷达(SAR)图像解译极为有利的特征和信息,同时也造成SAR成像模糊等不利影响.近年来,SAR目标微动影响分析、微动目标检测、估计、成像等技术正成为当前遥感领域新兴的研究方向.本文将上述技术统称为SAR微动目标指示(SAR/MMTI),对SAR/MMTI概念、科学问题、试验情况、理论进展、应用前景等方面做了比较深入的介绍和分析,最后对SAR目标微动研究的发展趋势进行了预测.

基于机载前向阵雷达的三通道斜视SAR-GMTI技术研究

现有的基于前向阵雷达的SAR-GMTI方法主要是空时自适应处理(STAP),而STAP在实际工程中难以实现。针对这一情况,该文提出了一种基于机载前向阵雷达的斜视SAR-GMTI新方法。文中建立了基于前向阵雷达的三通道斜视SAR-GMTI体制下的运动目标回波信号模型,利用等效分析建立了该模型与传统三通道相位中心偏置天线(DPCA)模型的联系。通过改进的DPCA技术,实现该体制下的动目标检测、测速和定位。最后仿真结果验证了改进的DPCA技术的有效性。

机载多通道SAR-GMTI的杂波抑制方法

该文研究机载多通道合成孔径雷达地面运动目标检测中的杂波抑制问题。杂波抑制是地面运动目标检测的重要问题,而通道间的相干性是影响杂波抑制的一个重要因素。对于多通道系统来讲,通道之间无论是通道特性还是天线的方向图都会存在差异,影响通道间的相干性。为改善杂波抑制比,该文通过通道均衡来提高通道间的相干性,并利用自适应相消的方法进一步抑制杂波。实测数据验证了该文方法的有效性。

多特征辅助的SAR-GMTI雷达扩展动目标检测方法

在远程监视模式下,高分辨率SAR-GMTI雷达系统面临目标扩散、信噪比低等挑战,传统基于点目标检测方法性能恶化明显.本文提出一种目标形状与阴影辅助的高分辨率SAR-GMTI雷达扩展动目标检测方法.该方法首先对杂波抑制后的残差图聚类并生成目标形状信息;然后依据目标阴影形成的几何模型计算与目标形状相匹配的阴影模板,并利用目标径向速度估计值生成阴影位置匹配条件;最后综合利用阴影形状、位置及幅度信息,剔除不符合匹配条件的虚假目标,降低虚警.仿真验证了所提方法对低信噪比扩展目标检测性能的改善.

天基分布式雷达GMTI方法

小卫星分布式雷达具有很多优点,但由于平台速度高、天线面积小、超稀疏分布,给信号处理带来了近场、宽带、混合基线等问题.本文针对地面慢速目标检测(GM T I)提出一种非同时采样空时自适应处理方法,能够有效缓解近场、方位去相关等问题,并提出两种提高GM T I性能的方法,新方法对复杂地形的适应性大大提高,仿真结果证实了方法的有效性.

基于旋转天线的SAR-GMTI二维余弦调相转发干扰

论文针对多通道SAR-GMTI提出一种新的干扰方法:基于旋转天线的SAR-GMTI 2维余弦调相转发干扰。对干扰机截获的SAR信号进行距离向余弦调相的同时,利用干扰机天线旋转来实现方位向余弦调相,解决了工程上无法实现方位向余弦调相的难题,并采用三通道干涉对消方法分析了其对GMTI的对抗性能,该方法对SAR和SAR-GMTI均可产生2维"网状"多假目标干扰效果,可同时保护地面运动目标和静止目标。理论分析和仿真实验验证了该干扰方法的可行性和有效性。

基于DPCA技术的星载SAR/GMTI处理方法

星载合成孔径雷达的轨道运动以及地球自转、地球曲率等因素使星载SAR/GMTI处理方法与机载不同。该文首先分析了星载SAR三孔径天线信号特性,然后给出并详细分析了基于偏置相位巾心天线(DPCA)的机载SAR/GMTI处理方法。在此基础上,给出了一种基于DPCA技术的星载SAR动目标检测、测速及目标定位的实现方法。最后,星载SAR/GMTI计算机仿真结果验证了该方法的有效性。

对SAR-GMTI的灵巧遮蔽干扰方法研究

提出了一种对SAR-GMTI灵巧遮蔽干扰方法。该方法通过匀加速运动调制实现方位向干扰的同时,对SAR信号进行余弦调相实现距离向干扰,将二者结合可在成像中形成区域遮蔽干扰效果,并以三通道干涉对消技术为例分析了其对多通道GMTI的对抗性能。该方法的优点有两个:一是遮蔽区域大小和位置均可以通过改变干扰参数进行灵活控制;二是干扰信号与SAR的距离向和方位向滤波器是基本匹配的,所需的干扰功率比较小。仿真实验证明了该方法对SAR成像和SAR-GMTI成像均具有很好的干扰效果。

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。

一种全自动的检测方法用于SAR-ATI的GMTI

针对星载SAR ATI处理的中间结果,提出了一种称为"两步-类高斯拟合"完全自适应的检测方法。该方法可以完全自动地实现杂波和噪声中的运动目标检测,避免了传统方法作联合高斯数据的假定,无须推导SAR ATI干涉图的理论概率密度函数。此外,该方法还可以大大降低系统的虚警概率并用仿真研究了最小可检测速度。