空间目标干涉三维ISAR成像技术研究
发布时间：2022-02-23 01:13
空间目标主要包括人造卫星、空间站、宇宙飞船以及空间碎片等轨道目标。随着空间技术的发展,人类空间活动越来越频繁,空间目标的数量急剧增长,空间环境日趋复杂。对空间目标进行监视、跟踪和识别,具有重要的社会价值与实际意义。干涉式逆合成孔径雷达成像是一种将干涉技术与逆合成孔径雷达（ISAR）技术相结合的成像方法,可用于对空间目标进行三维成像,以获得其结构特征,是一种有效的空间目标识别手段。根据数据来源的不同,空间目标干涉成像方法可分为不同弧段干涉成像和不同接收天线干涉成像;而根据运动补偿方法的差异,可分为基于运动模型分析的干涉成像和基于数据自聚焦的干涉成像。本文紧密围绕空间目标干涉三维ISAR成像的实际应用,在空间目标与雷达的相对运动、干涉三维ISAR成像图像配准和相位补偿以及双弧段干涉三维ISAR成像方法等方面进行了深入研究。首先,从干涉三维ISAR成像基本原理出发,分别在正视和斜视两种干涉场景下推导出干涉相位与散射点三维坐标以及干涉基线等相关参数之间的解析表达式,并从原理上比较干涉成像和常规ISAR成像的异同。针对当前空间目标ISAR成像中忽略了由目标姿态变化引起的相对转动问题,研究了更为精...
【文章来源】：北京理工大学北京市211工程院校985工程院校
【文章页数】：143 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 研究历史和现状
1.2.1 空间目标ISAR成像雷达
1.2.2 干涉三维ISAR成像技术
1.3 论文主要工作和内容安排
第2章 空间目标成像原理与运动模型
2.1 引言
2.2 干涉ISAR成像基本原理
2.2.1 ISAR成像基本原理
2.2.2 干涉成像基本原理
2.2.3 干涉成像与ISAR成像比较
2.3 空间目标与雷达相对运动模型
2.3.1 常用坐标系
2.3.2 地惯系下雷达视线转动
2.3.3 星体坐标系下雷达视线转动
2.3.4 仿真实验
2.4 相对运动与成像关系分析
2.4.1 ISAR成像坐标系分析
2.4.2 雷达视线变化对应的二维成像和干涉成像
2.5 空间目标ISAR成像仿真
2.5.1 散射点距离和速度仿真
2.5.2 不同时间段ISAR成像仿真
2.5.3 不同累积转角ISAR成像仿真
2.6 小结
第3章 干涉三维ISAR成像关键问题分析
3.1 引言
3.2 不同天线视角差引起的图像差异及配准约束
3.3 平动补偿方法对干涉三维成像影响
3.3.1 参数化平动补偿对干涉成像影响
3.3.2 非参数化平动补偿对干涉成像影响
3.3.3 平动补偿后的图像配准和相位校正
3.3.4 仿真实验
3.4 成像平面非匀速转动对干涉三维成像影响
3.4.1 空间目标的成像平面转动分析
3.4.2 ISAR图像聚焦效果和相位误差分析
3.4.3 基于分数阶傅里叶变换的ISAR成像方法
3.5 空间目标干涉三维成像处理流程
3.6 小结
第4章 空间目标双弧段干涉三维ISAR成像
4.1 引言
4.2 双弧段干涉成像方法
4.2.1 回波模型
4.2.2 干涉相位
4.2.3 图像配准
4.3 双弧段干涉约束条件
4.4 空间目标单圈次干涉成像
4.4.1 两成像弧段时间间隔
4.4.2 两成像弧段数据重叠率及间隔
4.4.3 仿真实验
4.5 空间目标双圈次干涉成像
4.5.1 可见弧段的星下点轨迹
4.5.2 不同圈次两成像弧段的二面角
4.5.3 仿真实验
4.6 小结
第5章 总结与展望
5.1 论文内容总结
5.2 工作展望
参考文献
攻读学位期间发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Three-dimensional bistatic interferometric ISA Rimaging[J]. 赵莉芝,MARTORELLA Marco,傅雄军,高梅国. Journal of Beijing Institute of Technology. 2015(01)
[2]双基地角时变下的逆合成孔径雷达越分辨单元徙动校正算法[J]. 郭宝锋,尚朝轩,王俊岭,高梅国,傅雄军. 物理学报. 2014(23)
[3]ISAR像目标识别中的预处理及特征提取[J]. 章婧. 中国新通信. 2013(02)
[4]ISAR target recognition based on non-negative sparse coding[J]. Ning Tang , Xunzhang Gao, and Xiang Li Institute of Space Electronic Technology, National University of Defense Technology, Changsha 410073, P. R. China. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2012(06)
[5]ISAR成像系统与技术发展综述[J]. 周万幸. 现代雷达. 2012(09)
[6]基于MFT的非匀速转动目标干涉ISAR三维成像方法[J]. 付耀文,李亚楠,黎湘. 宇航学报. 2012(06)
[7]一种基于相位校正的InISAR图像配准新方法[J]. 刘承兰,高勋章,贺峰,黎湘. 国防科技大学学报. 2011(05)
[8]干涉式逆合成孔径雷达成像技术综述[J]. 刘承兰,高勋章,黎湘. 信号处理. 2011(05)
[9]干涉ISAR三维成像试验研究[J]. 黎海林. 现代雷达. 2010(05)
[10]美国导弹防御地基雷达的发展现状[J]. 毛二可,谭怀英,郭建明. 兵器知识. 2010(02)
博士论文
[1]干涉逆合成孔径雷达（InISAR）三维成像技术研究[D]. 刘承兰.国防科学技术大学 2012
[2]对空间目标的星载干涉ISAR三维成像技术研究[D]. 曹星慧.哈尔滨工业大学 2011
[3]图像配准技术及其应用的研究[D]. 宋智礼.复旦大学 2010
[4]InISAR三维成像的关键技术研究[D]. 张冬晨.中国科学技术大学 2009
[5]高分辨ISAR成像新技术研究[D]. 高昭昭.西安电子科技大学 2009
[6]宽带雷达目标识别技术研究[D]. 李丽亚.西安电子科技大学 2009
[7]雷达目标三维成像技术研究[D]. 马长征.西安电子科技大学 1999
硕士论文
[1]基于序列二维ISAR图像的目标三维重构方法的研究[D]. 董鹤.哈尔滨工业大学 2011
[2]图像配准的理论及其相关算法研究[D]. 李哲.西安电子科技大学 2011
[3]基于特征的图像配准算法研究[D]. 陈贤巧.中国科学技术大学 2009
[4]高分辨ISAR成像及三维成像方法研究[D]. 张弛.电子科技大学 2008
[5]平稳目标ISAR成像及三维重构技术研究[D]. 赵哲.国防科学技术大学 2007
[6]单站ISAR对外空目标3-D成像技术研究[D]. 崔扬.哈尔滨工业大学 2007
本文编号：3640570
【文章来源】：北京理工大学北京市211工程院校985工程院校
【文章页数】：143 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 研究历史和现状
1.2.1 空间目标ISAR成像雷达
1.2.2 干涉三维ISAR成像技术
1.3 论文主要工作和内容安排
第2章 空间目标成像原理与运动模型
2.1 引言
2.2 干涉ISAR成像基本原理
2.2.1 ISAR成像基本原理
2.2.2 干涉成像基本原理
2.2.3 干涉成像与ISAR成像比较
2.3 空间目标与雷达相对运动模型
2.3.1 常用坐标系
2.3.2 地惯系下雷达视线转动
2.3.3 星体坐标系下雷达视线转动
2.3.4 仿真实验
2.4 相对运动与成像关系分析
2.4.1 ISAR成像坐标系分析
2.4.2 雷达视线变化对应的二维成像和干涉成像
2.5 空间目标ISAR成像仿真
2.5.1 散射点距离和速度仿真
2.5.2 不同时间段ISAR成像仿真
2.5.3 不同累积转角ISAR成像仿真
2.6 小结
第3章 干涉三维ISAR成像关键问题分析
3.1 引言
3.2 不同天线视角差引起的图像差异及配准约束
3.3 平动补偿方法对干涉三维成像影响
3.3.1 参数化平动补偿对干涉成像影响
3.3.2 非参数化平动补偿对干涉成像影响
3.3.3 平动补偿后的图像配准和相位校正
3.3.4 仿真实验
3.4 成像平面非匀速转动对干涉三维成像影响
3.4.1 空间目标的成像平面转动分析
3.4.2 ISAR图像聚焦效果和相位误差分析
3.4.3 基于分数阶傅里叶变换的ISAR成像方法
3.5 空间目标干涉三维成像处理流程
3.6 小结
第4章 空间目标双弧段干涉三维ISAR成像
4.1 引言
4.2 双弧段干涉成像方法
4.2.1 回波模型
4.2.2 干涉相位
4.2.3 图像配准
4.3 双弧段干涉约束条件
4.4 空间目标单圈次干涉成像
4.4.1 两成像弧段时间间隔
4.4.2 两成像弧段数据重叠率及间隔
4.4.3 仿真实验
4.5 空间目标双圈次干涉成像
4.5.1 可见弧段的星下点轨迹
4.5.2 不同圈次两成像弧段的二面角
4.5.3 仿真实验
4.6 小结
第5章 总结与展望
5.1 论文内容总结
5.2 工作展望
参考文献
攻读学位期间发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Three-dimensional bistatic interferometric ISA Rimaging[J]. 赵莉芝,MARTORELLA Marco,傅雄军,高梅国. Journal of Beijing Institute of Technology. 2015(01)
[2]双基地角时变下的逆合成孔径雷达越分辨单元徙动校正算法[J]. 郭宝锋,尚朝轩,王俊岭,高梅国,傅雄军. 物理学报. 2014(23)
[3]ISAR像目标识别中的预处理及特征提取[J]. 章婧. 中国新通信. 2013(02)
[4]ISAR target recognition based on non-negative sparse coding[J]. Ning Tang , Xunzhang Gao, and Xiang Li Institute of Space Electronic Technology, National University of Defense Technology, Changsha 410073, P. R. China. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2012(06)
[5]ISAR成像系统与技术发展综述[J]. 周万幸. 现代雷达. 2012(09)
[6]基于MFT的非匀速转动目标干涉ISAR三维成像方法[J]. 付耀文,李亚楠,黎湘. 宇航学报. 2012(06)
[7]一种基于相位校正的InISAR图像配准新方法[J]. 刘承兰,高勋章,贺峰,黎湘. 国防科技大学学报. 2011(05)
[8]干涉式逆合成孔径雷达成像技术综述[J]. 刘承兰,高勋章,黎湘. 信号处理. 2011(05)
[9]干涉ISAR三维成像试验研究[J]. 黎海林. 现代雷达. 2010(05)
[10]美国导弹防御地基雷达的发展现状[J]. 毛二可,谭怀英,郭建明. 兵器知识. 2010(02)
博士论文
[1]干涉逆合成孔径雷达（InISAR）三维成像技术研究[D]. 刘承兰.国防科学技术大学 2012
[2]对空间目标的星载干涉ISAR三维成像技术研究[D]. 曹星慧.哈尔滨工业大学 2011
[3]图像配准技术及其应用的研究[D]. 宋智礼.复旦大学 2010
[4]InISAR三维成像的关键技术研究[D]. 张冬晨.中国科学技术大学 2009
[5]高分辨ISAR成像新技术研究[D]. 高昭昭.西安电子科技大学 2009
[6]宽带雷达目标识别技术研究[D]. 李丽亚.西安电子科技大学 2009
[7]雷达目标三维成像技术研究[D]. 马长征.西安电子科技大学 1999
硕士论文
[1]基于序列二维ISAR图像的目标三维重构方法的研究[D]. 董鹤.哈尔滨工业大学 2011
[2]图像配准的理论及其相关算法研究[D]. 李哲.西安电子科技大学 2011
[3]基于特征的图像配准算法研究[D]. 陈贤巧.中国科学技术大学 2009
[4]高分辨ISAR成像及三维成像方法研究[D]. 张弛.电子科技大学 2008
[5]平稳目标ISAR成像及三维重构技术研究[D]. 赵哲.国防科学技术大学 2007
[6]单站ISAR对外空目标3-D成像技术研究[D]. 崔扬.哈尔滨工业大学 2007
本文编号：3640570
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