天基预警雷达微弱动目标检测跟踪方法研究 (1)

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1、财｛謂義４＿博士学位论文＿肇匪天基预警雷达微弱动目标检测跟踪方法研究作者姓名何嘉懿？１指导教师姓名、职称廖桂生教授申请学位类别工学博士学校代码10701学号1010110151分类号TN957密级公开西安电子科技大学博士学位论文天基预警雷达微弱动目标检测跟踪方法研究作者姓名：何嘉懿一级学科：信息与通信工程二级学科：信号与信息处理学位类别：工学博士指导教师姓名、职称：廖桂生教授学院：电子工程学院提交日期：2016年9月DetectionandTrackingofWeakMovingTargetsforSpaceBasedWarningRadarAdisserta

2、tionsubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofDoctorofPhilosophyinSignalandInformationProcessingByHeJiayiSupervisor:LiaoGuishengTitle:ProfessorSeptember2016西安电￥科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所

3、罗列的内容以外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同事对本研宄所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。一学位论文若有不实之处，本人承担切法律责任。本人签名：对恭备日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文、的复印件，允许査阅借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它

4、复制手段保存论文。同时本人保证，结合学位论文研宄成果完成的论。文、发明专利等成果，署名单位为西安电子科技大学保密的学位论文在。＿年解密后适用本授权书／ｆ７＊态ｆ、导师签名本人签名：？秦：＾ｎ“ｍｇ＾ｇ？日期／：日期：摘要摘要预警雷达针对陆地、海洋、空中以及空间等非合作的威胁目标进行监测、态势预判是非常有必要的，在军事、民用方面都有广泛的应用。可是存在强杂噪背景中动目标监测性能急剧降低的问题，很多研究者对此进行了多方面的研究。为了提高信噪比(SignaltoNoiseRatio,SNR)增长积累时间是一类常见方法，可是对于远距离高速运动、机动目标，往

5、往会出现距离走动弯曲、方位散焦等问题，使得传统算法性能明显降低。检测前跟踪技术(TrackBeforeDetect,TBD)通过对多帧图像数据进行相关处理，非常适于低SNR背景中的动目标检测跟踪。此外，考虑扩展目标，需要利用扩展目标大部分能量进行积累的同时识别目标，并充分挖掘信息，以便对目标态势进行估判。本文紧密围绕天基预警雷达监测微弱运动目标时遇到的一些问题，对星载雷达目标跟踪模式选择、低信噪比条件下的图像域目标航迹可靠起始、递推更新的检测跟踪一体化处理以及邻近岸水域舰船目标检测跟踪等关键问题进行了深入研究。具体工作安排如下：1.由于天基预警监视跟踪技术涉及轨道运动，其观测方式存在目标

6、跟踪模式的选择问题，论文给出两种跟踪模式，并从误差传递特性和运动模型建立两方面分析两种跟踪模式的优劣。首先建立了星载雷达跟踪目标所需的坐标系，其次给出了先转换后绝对运动状态跟踪和先相对运动状态跟踪后转换两种模式，再次分析了两种模式的测量误差传递特性以及状态模型建立的难易程度；最后对两种模式的跟踪精度进行了仿真实验。仿真结果表明，相比在测量坐标系下先跟踪相对运动状态后转换模式而言，先转换后在惯性坐标系下跟踪绝对运动状态的性能获得明显改善。研究结果能为星载雷达对目标跟踪模式的选择提供设计依据。2.针对空中高速微弱运动目标航迹可靠起始问题，提出了一种融合图像处理及曲线拟合的多目标航迹起始方法。

7、在对雷达回波进行处理获得距离-时间图像的基础上，利用相位一致性模型检测边缘，结合自适应区域生长技术提取具有一致性边缘走向的连通区域；采用clearing技术和迭代最小二乘方法估计目标运动轨迹和运动参数。仿真结果表明：该算法即使在信噪比低至4dB时，也能准确起始多目标航迹。3.结合TBD和跟踪思想，提出基于递推更新的检测跟踪一体化的两种方法。方法一首先对有限步记忆的N帧原始数据进行航迹起始批处理操作，得到目标点迹集合；然后依据目标轨迹