论文部分内容阅读
为了保障其他航天器的飞行安全,对空间目标的识别、分类与编目工作是十分必要的。成像雷达因具有全天时、全天候、探测距离远、分辨能力高等其他探测仪器不具备的优点而成为空间目标识别的重要手段。本文在研究飞机目标ISAR成像理论的基础上,深入研究了空间目标的SAR/ISAR成像方法。首先,本文对ISAR成像的原理、流程与常用算法等基本理论进行了深入的分析与研究。对平稳飞行的飞机目标来说,经过运动补偿之后,其相当于一个围绕转台中心匀速转动的转台目标,利用基本的距离-多普勒算法就能够实现清晰的ISAR成像,分别利用仿真数据与实测数据进行了ISAR成像实验,验证了算法的有效性,并对比了几种常用运动补偿算法的性能;目标机动飞行时,其相对雷达视线的旋转可近似为匀加速转动,产生的回波多普勒频率随慢时间线性变化,利用传统的R-D算法进行成像时,方位向上就会出现频谱展宽的现象,并且散射点距离多普勒相位中心越远,频谱展宽的现象就越严重,从而大大降低了ISAR成像的质量,通过使用基于时频分析的成像方法和基于CLEAN算法的RID成像方法,有效消除了方位向频谱展宽的现象。然后,本文详细分析了空间物体的运动特性,构建了空间物体轨道模型;利用STK软件分别建立了地基ISAR和星载雷达对空间目标的观测模型,分析了两种观测模式下的相对运动特性;利用已有的运动补偿算法和成像算法分别进行了地基ISAR和星载雷达对空间目标的成像仿真,实现了两种观测模式下对仿真空间目标的成像;并实现了星载雷达对空间目标实际观测数据的清晰成像。最后,本文以地基ISAR对空间目标的观测模型为例,推导了空间目标径向速度过大时的雷达回波模型,分析了径向速度过大对一维距离像造成的影响;为了消除此影响,本文分析了两种现有的速度补偿方法:基于Radon-Wigner变换的速度补偿和基于分数阶傅里叶变换的速度补偿,并提出了一种基于线性调频小波变换的速度补偿算法,分析了算法原理,并进行了相应的算法仿真,验证了所提算法的有效性,实现了径向速度过大时空间目标的清晰成像。