基於風場雷射探測的運動目標檢測算法研究

《基於風場雷射探測的運動目標檢測算法研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由顧有林擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於風場雷射探測的運動目標檢測算法研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：顧有林
• 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學

中文摘要

基於雷射雷達探測的風場數據進行運動目標檢測的算法研究，對於提高隱身目標等低可探測目標的探測發現機率，具有重要的研究意義。隱身目標具有隱身波段寬，採用常規探測手段難以發現，迫切需要一種可以對低可探測目標實現快速精確定位的探測技術。通過接收低可探測目標在空中運動時會對大氣產生無法隱蔽的擾動信息- - 大氣風場擾動，結合雷射雷達在大氣探測中的優良特性，建立基於風場雷射探測的運動目標檢測算法，改變探測隱身目標機率低的現狀。課題研究目的是基於雷射探測大氣風場擾動信息，建立空中運動目標檢測模型，用以提高對低可探測目標的探測。研究內容主要包括風場變化特徵研究、風場雷射探測數據處理方法研究、基於運動目標對風場擾動的目標檢測算法研究以及構造相應的算法驗證模型，通過計算機進行算法驗證給出算法結果。通過課題研究，提出了基於風場雷射探測的運動目標檢測算法。課題研究成果將極大地提高低可探測目標的探測能力。

結題摘要

低可探測空中目標是現代防空預警系統面臨的重要威脅。由於其大都採用複合隱身技術，常規探測手段難以有效發現，因此，亟待探索開發新體制探測手段加以補充。項目正是基於這種迫切的技術需求，在項目組開展新型探測技術研究中，提出並探討了一種基於風場雷射探測的運動目標檢測算法。項目分析了背景大氣風場擾動特性，接著以飛機尾渦引發的空中目標風場擾動為研究對象，通過解析建模與仿真計算分析了空中運動目標風場擾動特性，結果表明，擾動具有空間擴展性和時間穩定性，便於採用雷射探測間接發現目標。開展了運動目標風場擾動雷射探測初步外場實驗研究，分析了實驗結果，驗證了基於風場擾動雷射探測的空中運動目標檢測技術的可行性。基於大氣風場反演模型，對雷射雷達獲取的回波數據進行風場反演，獲取大氣風場風速分布數據，為研究運動目標檢測算法提供了數據支撐。提出並探討了一種基於EMD與小波分析的空中運動目標檢測算法，構建了相應的模型，實現了通過風場擾動發現目標方法。探討了一種基於空間擾動係數的新型空中運動目標探測技術，定義了空間擾動係數，並將之套用於風場擾動探測，實現了通過風場擾動檢測運動目標的方法。在雷射雷達數據預處理算法、大氣風場反演算法以及基於風場擾動的空中運動目標檢測算法的基礎上，設計並實現了基於風場雷射探測的運動目標檢測試驗系統，在此基礎上對運動目標檢測算法進行了驗證。項目的創新之處主要體現在，提出了基於EMD與小波分析的空中運動目標檢測技術，以及基於空間擾動係數的空中運動目標檢測技術，實現了通過風場擾動間接發現空中目標的方法。項目研究這種基於風場擾動雷射探測的空中運動目標檢測技術，給解決低可探測空中目標發現的難題提供了一個全新的視角，也為空中運動目標探測領域開闢了一條嶄新的途徑，在未來預警探測領域具有重要的技術價值和套用前景。