一种单通道SAR地面运动目标成像和运动参数估计方法

根据单通道高分辨SAR(Synthetic Aperture Radar)运动目标的回波包络和多普勒频谱的特性,本文提出一种利用二阶Keystone变换校正回波数据的距离弯曲,然后估计回波包络的斜率进行走动校正,再对运动目标的多普勒频谱进行分析得到运动目标的多普勒参数,进而对地面运动目标进行成像,同时完成对运动目标的定位,使运动目标在SAR图像中的正确位置上显示.另外,根据地面运动目标的多普勒参数和运动参数的关系,可以估计出运动目标的关键运动参数.结合仿真和实测数据的处理结果表明该方法可有效地对地面运动目标成像和运动参数估计.     

单通道UWB SAR地面运动目标变化检测

工作在VHF/UHF波段的超宽带合成孔径雷达（UWBSAR）具有叶簇穿透和高分辨成像的能力。文中提出了一种适合单通道UWBSAR的地面运动目标检测方法——基于子孔径图像变化检测的运动目标检测算法。该算法利用UWBSAR的大波束角特点,在方位向选取较大时间间隔的两个子孔径生成子孔径图像,并根据运动目标在不同子孔径图像上聚焦位置的差异检测运动目标,估计运动目标速度和位置。文中给出了该方法的原理、参数选择、实现步骤,并基于UWBSAR实测数据验证了所提方法的有效性。     

基于星载高低轨的单通道动目标检测技术

合成孔径雷达成像应用于观察包含运动目标的地面场景,特别是在对运动目标观察时间长的情况下,图像会产生由于距离徙动和多普勒频谱展宽引起的运动目标偏移。为了消除这些影响,本文提出一种适应于星载高低轨平台协作模式下对动目标进行检测成像的算法。距离徙动包括运动范围内的距离走动和距离弯曲可以通过广义keystone变换校正。然后,通过估计和补偿相位误差和折叠因子项,可以提高运动目标的分辨率。针对地面场景中的杂波,我们通过子孔径对消的方法进行抑制。该算法的有效性通过仿真结果进行验证。通过将广义keystone方法与子孔径对消方法结合,可以有效地对消静止目标杂波,从而更好的对动目标进行检测成像。      

烟幕环境地面红外运动目标快速检测方法

传统目标检测方法不能很好地满足红外跟瞄系统运动时的地面运动目标快速精确检测需要,另外由于红外烟幕干扰,图像的质量降低,也会影响目标检测的精度。为此,提出了一种烟幕环境下红外运动目标的快速检测方法。该方法首先快速提取两帧红外图像的FAST特征点,提出了改进的二进制BRIEF特征描述符进行背景匹配,然后采用随机一致性算法估计全局运动参数进行运动补偿,最后采用帧间差分法进行目标检测。实验表明,该算法能够有效地降低烟幕干扰对运动补偿的影响,快速精确地检测出运动目标的位置,对烟幕干扰及运动背景具有很好的鲁棒性。     

基于单通道SAR图像序列特征值分解的动目标检测方法

该文提出了一种基于单通道图像序列间协方差矩阵分解的动目标检测方法。首先给出基于方位频谱划分获取子图像的处理过程,分析了子孔径划分在图像序列间所产生的误差来源,结合二维自适应方法对幅度和相位上存在的误差同时校正,实现了子图像间的配准,构造出类似于多通道的子图像。在此基础上,结合多通道杂波抑制的思想,详细分析了两子孔径间协方差矩阵特征值分解实现目标与杂波分离的原理,并针对在图像域估计采样协方差引起的精度与目标能量损失之间的矛盾,提出了在距离多普勒域的改进处理。最后,经过仿真实验验证了该方法的有效性。     

基于机载IRST稳定平台结构的地面背景抑制算法

在机载IRST对地面目标的搜索跟踪过程中,由于飞机自身的运动,机载IRST获取的红外图像中包含了目标及复杂的地面运动背景。为克服图像序列中地面运动背景对目标跟踪的影响,在图像预处理算法的研究中,通过对机载IRST稳定平台下背景与目标的图像运动特点的分析,提出了一种基于帧间运动估计的背景抑制算法。     

基于角点的动态背景下运动目标检测算法改进

由于动态摄像机行为造成了背景模糊等问题,结合角点矩特征的全局运动估计算法,将最大类间方差法引入RANSAC估计算法,对常用的RANSAC算法进行改进。在目标检测过程中,利用基于差分相乘原理的运动目标检测算法实现了运动目标的检测定位。针对获取到目标位置的后续帧序列的目标检测,提出了基于改进的奇异值分解的角点匹配的运动目标检测算法。实验表明,提出的算法对于背景发生变化的场景,能达到较好的背景运动补偿效果,在随后测量的动态背景状态下,可以准确检测后续帧序列的运动目标,并且具有良好的鲁棒性。     

LFMCW雷达运动目标距离与速度超分辨估计

超分辨谱估计算法能得到比传统周期图法高得多的分辨率,针对LFMCW雷达动目标检测问题,本文提出一种基于状态矢量空间方法的LFMCW雷达距离与速度超分辨估计方法。文中介绍了状态矢量空间方法的基本原理并分析了三角LFMCW雷达上、下扫频段差频信号的特点,使用基于状态矢量空间方法估计差频信号频谱,同时给出了相应的运动目标距离与速度的估计算法。该算法解决了LFMCW雷达动目标去耦问题,与传统FFT方法相比提高了运动目标距离与速度的分辨率和估计精度。仿真结果证明了该算法的有效性。      

基于地理同名点配准的机载红外移动小目标检测方法

在飞行器等移动载体条件下的红外光电系统中,由于场景条件复杂,目标特征不明显,弱小移动目标检测是自动目标检测领域的一大难点。因此,针对复杂地面场景条件下的移动小目标检测问题,提出了一种无关图像内容的基于帧间地理同名点区域配准的机动目标检测方法。该方法通过综合飞行器惯性组合导航信息,解算视场中像素点对应的地理位置,获取帧间图像地理同名点对,完成图像配准工作,区域配准获得帧间背景的移动量,并对帧间图像进行运动补偿,然后进行帧间差分将背景干扰去除,突出运动目标,最后利用目标运动信息的反向验证对目标进行确认。通过试验结果可以看出,该算法能够取得较好的检测效果。     

一种新的双孔径天线干涉SAR动目标检测方法

提出了一种基于双孔径天线沿航迹向干涉SAR进行动目标检测、测速及定位的新方法.该方法在分析杂波对消必要性的基础上,给出了进行地杂波对消、动目标检测、径向速度分量估计及定位的原理和实现方法.在恒虚警处理后,通过比较杂波对消后的残差图像与原始图像中运动目标和静止目标对消幅度的差异,检测出运动目标.同时,可以利用残差图象中杂波的对消特性进行运动目标径向速度的估算以及目标的定位.这种检测方法具有良好的杂波对消性能,能够完成被地面背景杂波掩盖的运动目标的检测、测速及定位.计算机仿真结果验证了其有效性.     

SAR系统GMTI模式下目标特性分析和数据处理

根据SAR系统GMTI模式下点源目标(固定或运动)的特点，分析、计算了目标回波信号的多普勒质心、调频斜率和扫描波束的多普勒谱宽，讨论了载机平台位置和姿态的变化对系统的影响。文中按照分析和讨论的结论，提出了GMTI模式运动目标数据处理的解决方案。     

一种基于广域高分SAR/GMTI系统的高精度径向速度估计方法

方位向多通道广域高分合成孔径雷达运动目标指示（SAR/GMTI）系统的各通道回波存在多普勒模糊,参数估计时会出现严重的速度模糊。针对这一问题,本文提出了一种高精度无模糊径向速度估计方法。首先利用动目标Chirp傅里叶变换（CFT）后的空时谱在空间维度上无模糊的特点,在空域自适应滤波时避免了动目标模糊分量的影响,降低了算法所需通道数目;然后分别使用谱估计和Radon变换的方法估计基带径向速度和模糊数,最终得到高精度无模糊的径向速度。仿真结果验证了当待检测距离单元内存在多个运动目标时该方法的有效性。      

稳健的多通道SAR/GMTI通道盲均衡算法

对于实际的多通道合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）系统,各接收通道响应之间不可避免地存在着一定程度的幅度和相位误差,为了得到较为满意的地面动目标显示（Ground Moving Target Indication,GMTI）性能,通常都会在杂波抑制之前对通道间的幅度相位误差进行有效地校正.本文在基于回波数据相关矩阵特征分解的通道盲均衡算法基础上,结合降维处理技术及中值估计方法,提出一种稳健的多通道SAR/GMTI通道盲均衡算法.实测数据实验结果表明：与原通道盲均衡算法相比,本文所提算法不但收敛速度快,而且算法的有效性不受样本集中目标信号的影响.     

Capabilities of Dual-Frequency Millimeter Wave SAR With Monopulse Processing for Ground Moving Target Indication

Ground moving target indication (GMTI) for synthetic aperture radar (SAR) provides information on nonstatic objects in radar imagery of a static ground scene. An efficient approach for GMTI is the use of multichannel SAR systems for a space- and time-variant analysis of moving targets. This allows the indication, correction of position displacement, and estimation of radial velocity components of moving targets in a SAR image. All three steps are possible due to a determinable Doppler frequency shift in the radar signal caused by radial target movement. This paper focuses on the millimeter wave (mmW) SAR system MEMPHIS with multichannel amplitude-comparison monopulse data acquisition and the ability to use carrier frequencies of 35 and 94 GHz simultaneously, making it a dual-frequency SAR. This paper includes mmW-specific SAR GMTI considerations, an adaptive algorithm to collect velocity and position information on moving targets with mmW monopulse radar, and a discussion on GMTI blind speed elimination and target velocity ambiguity resolving by dual-frequency SAR. To determine the capabilities of both, system and algorithm, three large-scale experiments with MEMPHIS in different environments are presented     

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中心天线(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。     

多通道MTI系统的幅相均衡技术

多通道接收技术在大测绘带、高分辨率SAR、GMTI、InSAR、多波段及多极化SAR中获得了广泛应用。在地面动目标检测时,由于多通道GMTI的最小可检测速度（MDV）要比单通道的MDV小,因此多通道GMTI是人们推崇的方案,但对多通道GMTI而言,必须解决多通道接收宽带信号系统的通道均衡问题,否则会降低系统的杂波抑制性能。针对这一问题,给出了一种适用于多通道接收GMTI系统通道校正的实现框图和基于FFT的校正方法,通过对三通道接收GMTI系统实测数据的处理,验证了该方法的有效性。     

一种机载SAR地面运动目标成像模块设计

针对一体化机载合成孔径雷达/地面运动目标指示(SAR/GMTI)处理器实现多功能同步的难题,提出一种基于混合SAR/ISAR处理的地面运动目标成像处理模块设计,复用距离脉压数据实现场景成像、动目标检测以及动目标成像功能的并行。结合集成了多处理器的分布式内存体系结构的数字信号处理板卡,通过同构设计和链式数据缓存,每片DSP和其外存构成独立的成像处理节点。同时链路口互联结构可发送当前子孔径的脉压结果实现同步缓存,因此各成像节点可并发响应上位机对已检测动目标的成像请求。基于外场实测数据的处理结果证明了该设计的有效性。     

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.     

一种基于DPCA的星载SAR/GMTI实现方法

星载SAR的轨道运动和受地球自转、地球曲率等因素影响,以及卫星平台快速运动造成的地杂波谱展宽甚至占据整个方位谱,这些都使得星载SAR/GMTI的处理方法较机载SAR/GMTI更为复杂.为了有效检测运动目标,必须对地杂波进行抑制.偏置天线相位中心（DPCA）是一种有效的地杂波抑制技术.文中在星载SAR三孔径天线回波信号多普勒特性分析的基础上,结合Raney,R K给出的多普勒参数表达式,推导了一种基于DPCA的星载SAR动目标检测、径向速度分量估计以及目标定位的方法.最后,通过星载SAR/GMTI计算机仿真进行了验证.     

基于Chirp-Z变换的分布式SAR地面运动目标检测方法

该文基于主辅星编队模式下的分布式卫星SAR系统,对Range-Doppler域地面运动目标检测方法进行了改进,提出回波信号经方位向相位补偿后,应用Chirp-Z变换能够将地面同一方位单元回波的频谱在不同通道内精确配准,而后通过干涉处理和频谱相位补偿来提取运动目标信息,并给出了频谱相位补偿对系统参数的约束条件以及频谱配准对目标速度的约束条件。最后仿真表明该方法在约束条件下是有效的。