基于天基雷达的空间机动目标检测与参数估计方法研究

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1、硕士学位论文基于天基雷达的空间机动目标检测与参数估计方法研究研究生姓名：马頔导师姓名：吴仁彪教授合作指导教师姓名：李海副教授2016年4月29日分类号：TN911.7密级：公开UDC：621.39学号：1304012中国民航大学硕士学位论文基于天基雷达的空间机动目标检测与参数估计方法研究研究生姓名：马頔导师姓名：吴仁彪教授合作指导教师姓名：李海副教授申请学位类别：工学硕士学科专业名称：信息与通信工程所在院系：天津市智能信号与图像处理重点实验室论文答辩日期：2016年4月29日2016年4月29日DetectionandParameterEstimationo

2、fSpaceManeuveringTargetsBasedonSpace-borneRadarADissertationSubmittedtoCivilAviationUniversityofChinaFortheAcademicDegreeofMasterofScienceBYMADiSupervisedbyProf.WURen-biaoandAssociateProf.LIHaiTianjinKeyLabforAdvancedSignalProcessingCivilAviationUniversityofChinaApril2016中国民航大学学位论文

3、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研巧工作及取得的研巧成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国民航大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同王作的同志对本研巧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。研巧生签名：名贼日期：—中国民航大学学位论文使用授权声明中国民航大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位１论文的复印件和电子文档，可：＾采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电

4、子Ｉ文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被査阅和借阅，可Ｗ公布（包括刊登）论文的全部或部分内容。论文的公布（包括刊登）授权中国民航大学研究生部办理。．－ｘＡ＾命＞．研究生签名）：ｊ心）导师篇名：曰期《；是．基于天基雷达的空间机动目标检测与参数估计方法研究本文得到了以下项目资助：国家自然科学基金重点项目（61231017）摘要随着人类对地球空间资源的不断开发和利用，空间中的目标数量呈快速上升的趋势。空间目标给在轨运行的航天器、卫星以及国土防空带来了较大的威胁，空间目标探测技术正受到世界各国的高度重视

5、。以航天器为平台的雷达目标检测跟踪技术已成为目前雷达目标探测技术研究的前沿领域。天基雷达探测的空间目标通常具有较高的运动速度和加速度，此时雷达接收到的回波信号存在距离徙动（RangeCellMigration，RCM）和多普勒走动（DopplerFrequencyMigration，DFM）问题，目标能量无法在同一个距离单元和多普勒单元中进行积累，从而不利于空间机动目标检测与参数估计。当雷达对目标观测时间较短且回波信号较为微弱时，将使目标检测与参数估计的实现变得更加困难。本文围绕上述问题开展研究，对天基雷达目标检测与参数估计的基本问题进行了分析。论文的主要工

6、作有：第一，对目标回波具有的RCM和DFM问题进行了讨论，通过仿真实验分析了影响RCM与DFM的因素。第二，针对雷达对目标进行单次扫描，提出了一种基于Radon-修正离散线性调频傅里叶变换（Radon-ModifiedDiscreteChirpFourierTransform，RMDCFT）的单扫描处理方法。该方法沿目标信号在距离单元-慢时间域内的轨迹对回波能量进行积累，在此基础上实现对目标的检测与参数估计。第三，针对雷达对目标进行多次扫描，提出了一种基于改进频域补偿与分数阶Fourier变换（FractionalFourierTransform，FRFT）

7、的多扫描相参检测前跟踪（TrackBeforeDetect，TBD）方法。该方法分别利用改进频域补偿与FRFT对多帧目标回波数据的RCM与DFM问题进行校正，接着在此基础上积累目标回波能量并实现有效的目标检测与参数估计。第四，针对现有的机动目标检测方法存在的运算量较大或需要知道多普勒模糊数的问题，提出了一种基于距离频域多项式相位变换（RangeFrequencyPolynomial-PhaseTransform，RFPPT）的快速方法，该方法利用RFPPT方法在距离频域-慢时间域内对回波的RCM与DFM问题进行校正，运算量较低且能获得较好的目标检测与参数估计

8、性能。I关键词：天基雷达；空间机动目标；距离徙动；目