基于一维距离像序列的弹道目标微动参数估计方法研究

摘要

弹道导弹目标识别是导弹防御系统的关键环节，准确分辨弹头、诱饵与碎片，实现弹道导弹中段成功拦截，具有重要的军事意义。研究表明，高分辨一维距离像(HRRP)序列包含的目标进动、章动、摆动等微动特征信息，是弹道中段识别真假弹头的重要依据。因此，本文研究了弹道目标的雷达微动特性，从HRRP序列中提取了进动频率、进动角、翻滚频率等微动参数，为弹道导弹中段目标识别提供了重要依据，主要内容如下：
　　1，建立了锥体弹头和诱饵的微动模型，研究了弹道目标的空间微动特性，推导了其雷达微多普勒理论公式，并比较了多种弹道目标微多普勒频率的带宽、周期等参数的变化特点。
　　2，基于弹道目标的HRRP序列，分析了弹道目标雷达视线方向(RLOS)的起伏特性，利用目标跟踪理论和运动目标轨迹分离技术，实现HRRP序列中弹道目标的各散射点的分离与关联，获取各散射点的RLOS起伏特性曲线，解决散射点在微动过程中的跟踪和运动重叠问题。
　　3，基于弹道目标各散射点的RLOS起伏特征，研究一种锥体弹道目标各散射点与锥体位置的关联方法，推导了其质心的RLOS距离计算表达式，同时研究基于MUSIC算法的弹道微动频率估计方法，与传统的基于距离像加权的方法相比，估计精度和稳定性都得到提高。
　　4，利用非线性最小二乘方法拟合了锥体尖端散射点与等效质心之间相对距离的RLOS起伏特性曲线，在此基础上，研究一种弹道目标进动角的估计方法，与多项式拟合的方法相比，改善了估计精度。
　　以上方法在各章的仿真实验环节均经过验证，证明本文方法的正确性、有效性。

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第一章 绪论

1.1课题背景与研究意义

1.2 弹道导弹目标识别技术概述

1.3 弹道目标微动特征研究概述

1.4 本文主要内容与创新之处

第二章 弹道目标微动与微多普勒特性分析

2.1 微动与雷达微多普勒频率概念

2.2 锥体弹道目标空间微动特征分析

2.3 锥体诱饵目标空间微动特征分析

2.4 弹道目标微动与微多普勒频率仿真实验

2.5 本章小结

第三章 弹道目标HRRP仿真与各散射点RLOS起伏特征提取

3.1 线性调频脉冲压缩(LFM)信号简介

3.2 HRRP的MATLAB数据仿真实现

3.3 弹道目标各散射点雷达RLOS起伏特性曲线提取

3.4各散射点RLOS起伏特性曲线提取流程

3.5 本章实验

3.6 本章小结

第四章 基于HRRP序列的弹道目标中段微动参数估计

4.1 基于HRRP序列的弹道目标空间微动频率估计

4.2 弹道目标进动角估计

4.3 本章实验

4.4 本章小节

第五章 总结与展望

5.1全文总结

5.2展望

致谢

参考文献