基于ISAR像序列的弹道目标进动特征提取

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1、第６期电子学报Ｖｏｌ．３８Ｎｏ．６２０１０年６月ＡＣＴＡＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＡＳＩＮＩＣＡＪｕｎ．２０１０基于ＩＳＡＲ像序列的弹道目标进动特征提取金光虎１，高勋章１，黎湘１，陈永光２（１．国防科技大学电子科学与工程学院空间电子信息技术研究所，湖南长沙４１００７３；２．中国人民解放军６３８８０部队，河南洛阳４７１００３）摘要：中段弹道目标进动特征是分辨弹头及诱饵的重要依据．以二维ＩＳＡＲ图像序列为基础，分析了弹道目标成像特点和目标姿态角的变化过程，提出了基于图像配准的ＩＳＡＲ像姿态差估计方法；采用等间隔配准避免了配准奇

2、异，根据姿态差二次方曲线实现了进动参数的估计，给出了计算目标进动角、进动周期的具体步骤．仿真结果表明，该方法能够实现弹道目标进动特征提取，估计精度较高．关键词：弹道目标；进动；ＩＳＡＲ像；配准；特征提取中图分类号：ＴＮ９５３文献标识码：Ａ文章编号：０３７２２１１２（２０１０）０６１２３３０６ＰｒｅｃｅｓｓｉｏｎＦｅａｔｕｒｅＥｘｔｒａｃｔｉｏｎｏｆＢａｌｌｉｓｔｉｃＴａｒｇｅｔｓＢａｓｅｄｏｎＤｙｎａｍｉｃＩＳＡＲＩｍａｇｅＳｅｑｕｅｎｃｅ１，ＧＡＯＸｕｎｚｈａｎｇ１，ＬＩＸｉａｎｇ１，ＣＨＥＮＹｏｎｇｇｕ

3、ａｎｇ２ＪＩＮＧｕａｎｇｈｕ（１．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｐａｔｉａｌＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＮＵＤＴ，Ｃｈａｎｇｓｈａ，Ｈｕｎａｎ４１００７３，Ｃｈｉｎａ；２．Ｕｎｉｔ６３８８０，ＰＬＡ，Ｌｕｏｙａｎｇ，Ｈｅｎａｎ４７１００３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐｒｅｃｅｓｓｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｂａｌｌｉｓｔｉｃｔａｒｇｅｔｓａｒｅｏｆｇｒｅａｔｉｍｐｏｒｔａｎｃｅｔｏｗａｒｈｅａｄｓａｎｄｄｅｃｏｙｓｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｏｎ．Ｂａｓｅｄｏｎｄｙｎａｍｉ

4、ｃＩＳＡＲｉｍａｇｅｓｅｑｕｅｎｃｅ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓｏｆｓｃａｔｔｅｒｉｎｇａｎｄＩＳＡＲｉｍａｇｉｎｇｏｆｓｐａｔｉａｌｂａｌｌｉｓｔｉｃｔａｒｇｅｔｓ．Ｔｈｅｈｉｓｔｏｒｙｏｆｐｏｓｔｕｒｅｃｈａｎｇｉｎｇｉｓｄｅｄｕｃｅｄ．Ａｎｄａｍｅｔｈｏｄｆｏｒｐｏｓｔｕｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｅｖａｌｕａｔｉｎｇｂａｓｅｄｏｎｉｍａｇｅｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｅｑｕａｌｉｎｔｅｒｖａｌｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｓａｄｏｐｔ

5、ｅｄｔｏａｖｏｉｄｓｉｎｇｕｌａｒｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ．Ｐｒｅｃｅｓｓｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｒｅｅｘｔｒａｃｔｅｄｂａｓｅｄｏｎｐｏｓｔｕｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｃｕｒｖｅ．Ａｎｄｔｈｅｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｄｅｔａｉｌｅｄｌｙ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｏｓｔｕｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｃａｎｂｅｅｓｔｉｍａｔｅｄｃｏｒｒｅｃｔｌｙａｎｄｔｈｅｐｒｅｃｅｓｓｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｈａｓｇｏｏｄｐｒｅｃｉｓｉｏｎ．Ｋｅ

6、ｙｗｏｒｄｓ：ｂａｌｌｉｓｔｉｃｔａｒｇｅｔ；ｐｒｅｃｅｓｓｉｏｎ；ＩＳＡＲｉｍａｇｅ；ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ；ｆｅａｔｕｒｅｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ微多普勒谱提取了进动周期、进动角等特征．１引言本文研究了基于ＩＳＡＲ像序列的进动参数反演方弹道导弹防御是国家领土安全的重要组成部分，弹法．中段目标具有旋转对称结构，自旋基本不会造成雷道目标在中段飞行过程中，目标飞行平稳，留给防御系达回波的变化，ＩＳＡＲ像的变化主要是由于目标平动和统的反应时间相对充足，被认为是攻防对抗的主要阶进动引起的，忽略平动对目标姿态的微小影响，进动导

7、段．为了增加突防能力，弹道导弹通常在上升段末期释致了ＩＳＡＲ像周期转动．本文推导了弹道目标姿态变化放诱饵，诱饵在外形上与弹头相似，通过涂敷诱饵表层过程，根据弹道目标ＩＳＡＲ像的特点提出了通过图像配等方式可以实现雷达散射截面积与弹头相仿，导致了区准估计目标姿态差的方法，采用等间隔配准获得了图像分弹头及诱饵比较困难．弹头采用自旋定向以保证一定姿态差序列，进而根据姿态差二次方曲线得到了进动周的再入攻角，释放过程中的横向扰动力会导致弹头产生期及进动角．仿真实验结果表明，该方法稳定可靠，估计进动，重诱饵和弹头在外形和姿态运动上

8、较为类似，但精度较高．是因为质量及质量分布的差异，导致进动频率、进动角２弹道目标进动下的ＩＳＡＲ成像等运动参数上差异较大．文献［１］研究了运动特性在区分弹头及诱饵上的有效性．针对目标姿态运动特性反演２．１中段目标的散射分析问题，以美国海军实验室为主的多个知名机构在这方面空间弹道目标是比较特殊的一类目标，通常是旋转［２～４］做了大量研究，根据窄带