基于微多普勒的空间锥体目标微动分类

《基于微多普勒的空间锥体目标微动分类》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2017年7月第43卷第7期北京航空航天大学学报JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsJuly2017VOl-43No．7http：∥bhxb．buaa．edu．cnjbuaa@buaa．edu．cnDOI：10．13700／j．bh．1001-5965．2016．0500基于微多普勒的空间锥体目标微动分类束长勇1，张生俊2，黄沛霖1，姬金祖1’+(1．北京航空航天大学航空科学与7-程学院，北京100083；2．试验物理与计算数学国家重点实

2、验室，北京100076)摘要：空间锥体目标在飞行时存在多种微动，具体可分为章动、进动及自旋，准确获取目标微动形式是弹道目标微动及结构参数估算的前提。首先分析了3种微动形式下锥体目标锥顶及锥底滑动型散射源微多普勒及其频谱分布特性，发现自旋锥体目标散射源微多普勒为0Hz，章动锥体目标任意散射源微多普勒谱的峰值非等间距分布，进动锥体目标任意散射源微多普勒谱的峰值等间距分布。据此提出利用微多普勒阈值识别自旋、利用微多普勒谱峰值是否等间距分布识别章动和进动的分类方法。最后通过仿真说明了本文分类方法的有效性，可为空间锥体

3、目标微动分类提供一定的参考。关键词：空间锥体目标；微动分类；微多普勒谱；强散射源；特征提取中图分类号：TN953文献标识码：A文章编号：1001．5965(2017)07．1387．08现有公开发表的弹道目标识别技术大多是从时频分布‘1。1、距离像序列、3。5o及逆合成孔径雷达(ISAR)像序列∞4。这三方面出发来获取目标的特征参数，但这些工作都是在微动形式已知的前提下进行的，而弹头在外太空飞行时常有大量仿型诱饵伴飞，由于维稳方式的差异及横向扰动的影响，空间锥体目标微动形式常分为章动、进动及自旋‘9‘1⋯，因

4、此准确辨识目标微动形式是有效识别弹头并提取其微动及结构参数的前提。现有公开发表的关于锥体目标微动形式分类的文献大多是基于散射源微多普勒差异来实现微动分类的。文献[11]利用从锥体目标时频分布提取出的时频图宽度、时频平均熵值、频谱熵及自相关函数峰值比这4类特征实现了章动、进动及自旋锥体目标微动形式的分类。文献[12—14]分析了锥体目标微多普勒谱的分布差异，分别指出应用微多普勒域熵及波形标准差来区分微动以及应用特征谱来识别微动的方法，但文献[12-14]中回波模型采用的是理想散射点模型，并未考虑锥体目标锥底滑动

5、型散射源对微动分类的影响，而且也未考虑散射源散射强度随雷达视角的变化，不过文献[12—14]中利用微多普勒谱的差异来寻求微动识别特征是值得借鉴的，本文尝试在此基础上进一步寻求章动、进动及自旋这3类锥体目标散射源微多普勒及其频谱的差异，进而实现微动分类。1空间锥体目标散射源微多普勒及其频谱分析首先考虑不同微动形式下锥顶及锥底滑动型强散射源在时频分布中的理论轨迹。建立如图1所示的空间锥体目标微动模型，以锥体质心0为坐标原点，以锥旋角速度矢量的方向为z轴，Y轴与z轴及雷达视向7／共面并垂直于z轴，x轴由右手螺旋定则

6、确定，设锥旋角为p，章动角为0，雷达视向与z轴的夹角为Ot，简称雷达视角。锥体目标在高频电磁波照射下的散射主要由锥顶A及锥底滑动型散射源曰、C组成。收稿日期：2016-06-12；录用13期：2016-09—30；网络出版时间：2016-11—1409：13网络出版地址：WWW．cnki．net／kcms／detail／11．2625．V．20161114．0913．008．html}通讯作者：E-mail：jijinzu@buaa．edu．cn引用格式：束长勇，张生俊，黄沛霖，等．基于微多普勒的空间锥体目标

7、微动分类ⅣJ．北京航空航天大学学报，2017，43(7)：1387-1394SHUCY，ZHANGSJ，HUANGPL，eta1．Micro-motionclassificationofspatialconetargetbasedonmicro—Doppler(JJ．JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，2017，43(7)：1387—1394(inChinese)．北京航空航天大学学报2017年图1空间锥体目标微动模型Fig．1Micr

8、o—motionmodelofspatialconetarget设锥体质心O到锥顶A的距离为l砑I，则锥顶A在雷达坐标系下的坐标矢量可表示为^=l砑l[sin9sin0，一cos妒sin0，cos0](1)雷达视向1,／可表示为叼=[0，sina，COSd](2)那么锥顶散射源A在雷达视向上的投影为zd=rA叼=lD万l(COS0COSa—COS驴sin0sinOt)(3)相应的微多普勒频移可表示为