探地雷达子空间地杂波抑制方法研究

探地雷达回波信号中目标信号被强烈的地杂波所湮没,因此地杂波抑制是探地雷达的关键技术.现有子空间杂波抑制方法有主分量分析(PCA)和独立分量分析(ICA),但主分量(PC)和独立分量(IC)的选取只能通过手工来实现.本文结合非一致性检测(NHD)提出了一种基于特征像的PC、IC选取方法,从而使PCA和ICA能自动实现.实验结果证明了所提出的方法能完成PC、IC的自动选取且有很好的去杂波效果.     

探地雷达地杂波抑制方法研究进展

下视探地雷达是检测地雷的一种有效手段.强烈的地表反射回波即地杂波会淹没浅层埋藏的非金属地雷的微弱回波,从而导致很高的检测虚警概率.如何尽可能完全抑制地杂波而又不损失回波中的目标信息成为探地雷达地雷检测的关键技术问题.本文以地雷检测为应用背景,对目前已有的主要的地杂波抑制方法进行了综述.     

探地雷达地杂波抑制方法研究进展

下视探地雷达是检测地雷的一种有效手段.强烈的地表反射回波即地杂波会淹没浅层埋藏的非金属地雷的微弱回波,从而导致很高的检测虚警概率.如何尽可能完全抑制地杂波而又不损失回波中的目标信息成为探地雷达地雷检测的关键技术问题.本文以地雷检测为应用背景,对目前已有的主要的地杂波抑制方法进行了综述.     

基于小波和脊波变换的探地雷达信号杂波抑制

针对如何有效去除探地雷达信号的干扰噪声问题,提出了一种基于小波和脊波变换的杂波抑制方法。小波能有效地描述图像的点奇异性,而脊波能有效地描述图像的线奇异性。首先结合小波和脊波的特点,对探地雷达回波信号进行自适应阈值去噪,然后利用脊波的方向敏感性在脊波域去除直达波信号,最终通过处理实际探底雷达数据,验证算法的有效性。     

基于双曲线特征的浅地层探地雷达杂波抑制与合成孔径成像研究

本文根据浅地层探地雷达图像的特点,提出了一种基于图像处理技术的杂波抑制方法。并在此基础上,进而提出了一种实现探地雷达合成孔径成像的快速方法。通过对实测数据进行处理,结果表明,所提杂波抑制方法取得了很好的效果,且通用性强;所提的快速合成孔径成像方法与普通合成孔径成像方法相比,所得图像的分辨力相当,且所提方法减少了杂波成分的影响,使处理速度得到了极大的提高,成像的效果更好。     

基于图像熵的探地雷达杂波抑制效果评价

现有的探地雷达杂波抑制效果评价主要使用信杂比方法,需要结合目标特征区域的判断,且目标特征区域的选择受经验和选择方法影响较大.针对此问题,依据目标与背景信号的差异性与图像熵的关系,提出一种不依赖目标特征区域选择的杂波抑制效果评价方法.引入探地雷达合成孔径效果评价的图像熵方法,结合杂波抑制原理,探讨了杂波抑制前后目标特征变...     

基于小波变换与主成分分析的探地雷达自适应杂波抑制方法研究

针对传统主成分分析法在探地雷达杂波抑制方面的不足,该文基于2维小波变换的分时分频特点,提出了改进的主成分分析子空间投影法。进一步将改进的子空间投影法与自适应横向滤波方法相结合,保留了自适应滤波方法良好的目标回波信号保真度与学习适应能力等优点,提出了基于小波变换与主成分分析的探地雷达自适应杂波抑制方法,实现了小波变换、主成分分析法以及自适应滤波方法的优势互补。实验结果表明该方法在信杂比与目标图像清晰度方面具有良好的杂波抑制效果。      

采用阻抗匹配抑制探地雷达中的地面杂波

在由收发天线组成的探地雷达系统中，接收天线接收到的信号由直耦波、地面反射信号以及目标信号组成。地面反射和直耦波所组成的直达波远大于目标信号，从而使系统的信杂比降低。文中提出了一种通过在地面上加入分层平板介质对空气到土壤间阻抗进行宽带匹配的方法，该方法可以减小地面反射杂波，增加电磁波透入地下的信号。理论计算结果表明，通过选择合适的平板介电常数和厚度，在一定程度上将减小地面的直接反射回波，从而提高系统的动态范围和信杂比。     

基于核方法和主成分分析(PCA)的探地雷达目标特征提取新方法

常用探地雷达目标特征提取方法LDA(又称为FDA)直接在低维的探地雷达数据空间提取探地雷达目标特征, 提取的探地雷达目标特征的区分度小;常用的正则化技术存在正则化参数选取困难的问题。本文提出先通过基于核方法的 非线性变换把低维的探地雷达样本数据投影到高维空间,然后在高维空间中用PCA对奇异的核矩阵降维重建,最后对重 建后的非奇异核矩阵用LDA提取探地雷达目标特征。对实测数据的对比处理分析表明,本文所提探地雷达目标特征提取 方法优于其它方法。     

基于核方法的探地雷达目标特征提取方法

把核方法引入探地雷达目标特征提取中,先对雷达特征数据进行基于核的非线性变换投影到高维空间;然后在高维空间应用传统的探地雷达目标特征提取方法（LDA方法和PCA方法）提取雷达数据特征。对PCA、LDA、基于核方法的PCA和基于核方法的LDA四种探地雷达目标特征提取方法进行对比研究,对实测数据处理的结果表明：无监督的学习方法不适合探地雷达目标特征提取,所提基于核方法的LDA探地雷达目标特征提取方法效果最好。并详细阐述了基于核方法的LDA探地雷达目标特征提取方法。     

联合瞬时参数分析用于探地雷达目标增强

通过对探地雷达（GPR）信号的瞬时幅度、瞬时相位和瞬时频率特征进行分析,发现GPR信号的瞬时幅度信息反映了分界面的埋深和各层介质对发射脉冲信号的吸收能力;其瞬时频率信息对晚时信号具有增强作用,并反映了相邻介质介电属性之间的强弱关系。在此基础上,提出了利用瞬时幅度与归一化瞬时频率相乘积的联合瞬时参数方法对GPR信号进行预处理,以提高相邻介质分界面的定位精度。仿真实验和野外实测数据实验结果表明：该方法具有较高的分辨率,能精确地定位相邻介质分界面对应的时刻,其目标增强性能优于Hilbert谱分析方法。     

基于神经网络的探地雷达探雷研究

根据对探地雷达回波信号的分析,提出了一种新的适合于现场处理的探雷方法,采用延时校正、维纳自适应滤波及减背景等手段对原始数据进行预处理,提取Welch功率谱密度估计作为目标的特征,将特征送入神经网络进行分类训练。使用地雷目标与共相近的物体的数据进行对比试验和神经网络测试,结果表明,经过训练的神经网络可有效地将地雷与其它干扰物分开。     

波速误差对浅地层探地雷达SAR算法影响的研究

定性地研究了波速误差对基于Stolt偏移的SAR算法和基于微波全息成像的SAR算法产生的影响,给出波速误差对两种SAR算法方位分辨率影响的关系曲线,得出基于Stolt偏移的SAR算法对波速误差没有基于微波全息成像的SAR算法敏感;当波速小于真实值,两种算法都能得到更好的方位分辨率.并对这些结论进行了合理的物理解释.     

基于探测过程建模的探地雷达多目标识别

在探地雷达探测过程中,天线相对目标的远近变化反映在面向深度的一维时域信号（A-scan）所组成的序列的变化过程中,由此提出一种针对变化过程建模的目标识别方法。在特征提取环节,提出将时频分析与图像纹理分析相结合,首先计算A-scan信号的二维时频联合分布图像,再利用特定的图像纹理描述算子构造特征向量。识别过程根据目标与天线间距离的变化,采用无跨越单向连续隐马尔可夫模型（HMM）对序列的变化过程建模。实验表明这种基于变化过程的HMM方法比无序地利用单条A-scan特征的支持向量机方法具有更好的效果。     

探地雷达中的衍射层析算法

给出了二维情况下进行地下目标反演的线性衍射层析算法。该方法采用线性Born近似和傅里叶变换,避免了一般非线性逆散射算法的逐步迭代,因而可用于地下目标的快速检测和位置标定。本文的衍射层析算法考虑了空气地面交界面的影响并计入了凋落场。计算结果表明,该方法可以较好地描述低对比度目标的位置、轮廓和介电参数等信息,也可用于高对比度目标的检测和定位。     

基于KPCA的探地雷达自适应杂波抑制算法研究

探地雷达是地雷探测的有效技术之一,如何尽可能滤除雷达接收信号中的杂波成分而又不失目标信息是完成目标检测的关键。为增强目标信息,提高信噪比,提出将主成分分析子空间投影和基于RLS自适应滤波技术相结合的方法,通过VUB实测数据进行实验,结果证明了该方法的有效性。     

基于非恒Q衰减模型探地雷达的回波仿真

电磁波在地下介质层中的传播特性及回波仿真技术对于反演地下介质层结构具有十分重要的意义。文中研究了探地雷达信号在有耗介质层中传播的回波仿真问题,基于Debye色散模型定义介质层电磁参数,讨论电磁波在地下介质层中的非恒Q衰减特性和模拟回波信号,得到了探地雷达脉冲在层状介质中传播的回波信号模型和反射回波曲线。仿真结果与当前通用的探地雷达数据仿真软件GprMax进行对比,证明了该方法的有效性。