《前向散射雷達地面運動目標SISAR成像與識別技術研究》是依託北京理工大學，由胡程擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：胡程
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
前向散射雷達（FSR）具有陰影逆合成孔徑（SISAR）成像能力，可獲取目標的二維側影輪廓，進行成像與識別，可用於地面運動目標交通監視與戰場態勢感知。用於地面運動目標檢測的FSR系統具有基線短、衍射角大、多徑干擾嚴重等問題，使傳統的SISAR信號模型、成像算法等都出現較大的誤差。本項目針對FSR地面運動目標SISAR成像技術中的信號建模、高精度SISAR成像與識別、及雜波建模與抑制問題開展研究；建立前向散射雷達地面運動目標在多徑干擾、大衍射角度下的高精度SISAR信號模型；分析參數估計誤差和地面多徑對SISAR成像散焦及畸變的影響；提出穩健、高效的SISAR二維去耦合輪廓提取與目標識別算法。並擬基於實測的FSR雜波數據對雜波統計特性進行寬動態範圍的數學建模與仿真，分析其對SISAR成像與目標識別性能的影響，給出最優的雜波分布數學模型與雜波抑制算法，為高精度的SISAR成像與識別奠定基礎。
結題摘要
前向散射雷達（FSR）是一種雙基地角在180°附近的特殊的雙基地雷達。藉助陰影逆合成孔徑（SISAR）成像，其可獲取目標的二維側影輪廓，進行成像與識別，可用於地面運動目標交通監視與戰場態勢感知。用於地面運動目標檢測的FSR系統具有基線短、衍射角大、多徑干擾嚴重等問題，使傳統的SISAR信號模型、成像算法等都出現較大的誤差。本項目針對FSR地面運動目標SISAR成像技術中的信號建模、高精度SISAR成像與識別、高精度參數估計及雜波建模與抑制問題開展研究，主要研究成果如下：一、研究了地面運動目標高精度SISAR成像技術。在高精度信號建模的基礎上給出了適用於大衍射角情形的SISAR成像算法，解析度顯著提高，並針對非垂直穿越目標及多徑干擾的情形進行了補充，基於開展實驗驗證了地面目標SISAR成像的能力。二、研究了地面目標高精度運動參數估計算法。針對地面目標信號特點和成像運動補償的要求，基於準最優信號處理理論，提出了一種基於匹配濾波的速度估計算法；在最大似然理論的框架下，提出了任意情況下的多參數聯合非線性估計方法，實現了對目標的速度和穿越基線位置的高精度估計；給出了一種基於修正的擴展卡爾曼濾波的目標跟蹤算法，跟蹤精度明顯提高。三、研究了基於SISAR功率譜特徵的目標識別技術。針對現有SISAR功率譜特徵識別方法中存在的問題，提出了一種基於主瓣對齊和多元線性回歸(MLR)的目標功率譜特徵提取方法及一種基於多極化功率譜的目標特徵提取與識別方法，能夠有效的對地面運動目標進行分類識別，相對於之前的方法，目標分類和識別的精度大大提高。四、完成了FSR地表雜波統計建模及影響分析研究。基於實測數據，完成了前向散射雷達地表植被雜波統計特性的分析，經過分析可知地表植被雜波的幅度分布特性可根據風速和動態範圍的不同分別採用K分布和對數常態分配來進行擬合，譜分布可以用全極點模型擬合。同時仿真結果表明信雜比高於20dB時可以獲得較好的高度差像和中線輪廓像。
