雷達圖像定位方法與關鍵技術研究.pdf

1、成像雷達技術的發(fā)展從二十世紀五十年代開始，到六十年代就基本成熟。盡管如此，直到二十世紀末期，隨著我國相關部門對雷達成像技術的深入研究，雷達成像技術才得以在我國迅速發(fā)展，并逐步在國民經濟的許多領域得到應用。相對于傳統(tǒng)的空間遙感方式，由于雷達成像具有全天時、全天候、高分辨率以及對地面和對植被有一定穿透能力等突出的優(yōu)點，因此，雷達遙感開拓了全新的觀測方式和應用領域，成為對地觀測、變形監(jiān)測、軍事應用等領域最具潛力的新技術之一。 雷達遙感

2、技術在軍事領域比其它遙感手段具有明顯的優(yōu)越性，但是，由于雷達遙感的成像機理完全不同于其它遙感方式，其后期數(shù)據(jù)的處理具有很高的難度，因此，也極大地限制了這項新技術的推廣應用。近年來，隨著雷達圖像空間分辨率的提高以及圖像匹配技術的發(fā)展和應用，利用雷達圖像實現(xiàn)飛行器的自主導航成為一項熱點研究課題，而雷達圖像斑點噪聲的抑制、雷達圖像匹配可靠性的提高以及飛行器的精確定位問題，成為利用雷達成像有效載荷實現(xiàn)飛行器自主導航和定位的瓶頸問題。本文旨在從雷

3、達成像的特性出發(fā)，結合航天總公司“XXXX雷達景象末制導技術研究"項目的內容，系統(tǒng)地研究了飛行器的自主導航和定位問題，并對其中的關鍵技術問題提出了一些新的思想和方法。這些工作包括： (D在研究雷達成像基本原理的基礎上，系統(tǒng)地分析了雷達作用距離、雷達參數(shù)和目標特性之間的關系，特別是詳細地討論了雷達圖像上典型目標的成像特性以及雷達圖像光斑的統(tǒng)計特性，為更有效地研究雷達圖像的匹配與定位問題奠定了基礎。 (2)在分析了雷達圖像多

4、種濾波方法的基礎上，重點研究了小波提升技術和利用馬爾科夫模型描述小波系數(shù)的相關性問題，探討了適用于雷達圖像噪聲濾波的小波函數(shù)選擇和提升方法，提出了一種基于提升小波和隱馬爾科夫模型相結合的雷達圖像斑點噪聲濾波方法，該方法對雷達圖像斑點噪聲的抑制取得了很好效果。 (3)在系統(tǒng)地研究了實孔徑雷達圖像匹配的基礎上，為了減小實孔徑雷達圖像背景噪聲對匹配的影響、提高圖像匹配成功概率，研究了合成孔徑雷達圖像機場目標的分割方法，構建了圖像匹配參

5、考圖和基于目標形狀的圖像匹配算法，提高了圖像匹配定位的可靠性。 (4)深入研究了雷達圖像模糊增強的方法、提出了一種基于Radon變換與知識相結合的雷達圖像目標檢測方法，有效地從實時圖像中提取了機場目標，成功實現(xiàn)了低信噪比實孔徑雷達圖像的匹配。最后對實孔徑雷達圖像的匹配概率問題進行了探討。 (5)分析了地形起伏對實孔徑雷達圖像匹配點位和飛行器位置的影響，并提出了地形起伏對機載實孔徑雷達圖像匹配定位影響的修正方法，實際飛行試

6、驗證明，該方法能夠提高飛行器的定位精度。 (6)在研究SAR圖像定位策略與方法的基礎上，建立了SAR圖像定位的解算模型，實現(xiàn)了一種利用合成孔徑雷達圖像進行飛行器精確定位的方法，經過飛行試驗數(shù)據(jù)的驗證，得到了很好的定位結果。 (7)在系統(tǒng)研究了雷達圖像斑點噪聲濾波、匹配和定位方法的基礎上，構建了一個包含雷達圖像的濾波、小波提升變換、目標分割、雷達圖像匹配特性分析以及利用模擬實孔徑雷達圖像實現(xiàn)雷達圖像匹配可靠性分析和定位的系