SAR/GMTI叶簇遮蔽环境动目标检测跟踪算法

摘要

叶簇遮蔽环境SAR/GMTI模式动目标检测跟踪算法的研究重点是针对叶簇杂波的情况提出有效的杂波抑制技术和精准的检测跟踪算法。首先，杂波抑制技术的效果会直接影响雷达对地面动目标的检测跟踪性能，其次检测跟踪算法的适用性也会影响最后的结果，所以必须在叶簇遮蔽杂波环境下提出有效的杂波抑制方法以及精准的检测跟踪算法才能实现雷达对目标的有效检测跟踪。
　　本论文是以叶簇遮蔽环境下的地面动目标的检测和跟踪为主要研究对象，在深入探讨地面杂波的模型建模和信号的检测以及跟踪理论的基础之上找出适用于叶簇遮蔽环境的杂波建模方法，并分析叶簇杂波对目标的影响，以改进的2D-CFAR处理技术与基于粒子滤波的检测前跟踪算法联合的检测方法对叶簇遮蔽背景下的动目标检测跟踪问题作出了探索性的研究，论文的主要内容是：
　　1.首先阐述了杂波的统计模型及建模方法找出适用于叶簇遮蔽环境的建模方法，深入探讨了叶簇杂波对目标产生的影响，分析杂波的双程衰减及动态干扰，重点研究了现有的SAR/GMTI模式下的杂波抑制技术，在分析比较了几种常用杂波抑制技术后选取了DPCA技术，并做了仿真分析，发现DPCA技术对于静止的杂波滤除效果较好，但是由于叶簇杂波会受到天气的干扰造成扰动，而DPCA对动杂波的滤除效果较差，所以要求我们寻求进一步抑制杂波的技术方法。
　　2.在深入研究了恒虚警检测技术之后，我们针对叶簇遮蔽环境提出了运用二维恒虚警方法进行剩余杂波的抑制，二维恒虚警技术在不对目标进行检测结果给出的情况下分别在距离域和多普勒域进行恒虚警检测，我们比较了几种常用的恒虚警算法之后发现 OS-CFAR检测能够很好地适用于杂波条件下，所以二维恒虚警检测是在距离域和多普勒域都运用OS-CFAR检测，但是由于叶簇遮蔽杂波的特性，所以我们改进了传统的二维恒虚警检测选取参考单元的方法，并对算法进行了仿真验证，证实了算法的实用性和有效性。
　　3.在对信号进行了杂波抑制之后，我们联合检测前跟踪算法对目标进行检测和跟踪，运用检测前跟踪算法的原因是在叶簇杂波环境下的目标信号较为微弱，为了不造成对目标的漏检我们运用信号积累跟踪再检测的方法，在分析了几种常用的检测前跟踪算法之后我们提出了一种基于粒子滤波的检测前跟踪算法，该算法是在经典的粒子滤波算法之上加入了平均法粒子滤波，该方法解决了粒子滤波的粒子多样性问题，并对该算法进行了仿真分析，验证该算法对地面动目标的有效性。最后运用2D-CFAR与改进的粒子滤波检测前跟踪算法进行联合验证，证明我们提出的联合算法具有很好的地面目标检测跟踪效果。

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第1章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2研究的重要内容和研究现状

1.3本文的主要工作及结构安排

第2章 叶簇遮蔽环境特性分析及杂波抑制技术

2.1引言

2.2杂波统计模型及叶簇遮蔽环境特性分析

2.3叶簇遮蔽环境SAR/GMTI DPCA仿真分析

2.4 本章小节

第3章 基于2D-CFAR的叶簇遮蔽环境目标检测

3.1引言

3.2 2D-CFAR恒虚警检测算法

3.3 仿真分析

3.4 本章小节

第4章 基于粒子滤波的检测前跟踪算法研究

4.1引言

4.2信号积累与TBD算法

4.3 改进型基于粒子滤波的检测前跟踪算法

4.4仿真结果与分析

4.5 本章小节

第5章 总结与展望

5.1 总结

5.2展望

致谢

参考文献

附录1

作者在读期间发表的学术论文及参加的科研项目

附录2 论文主要程序代码