目標振動相干雷射遙感探測方法研究

《目標振動相干雷射遙感探測方法研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由胡以華擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：目標振動相干雷射遙感探測方法研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：胡以華
• 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學

中文摘要

運動目標的振動特徵體現了其精細屬性，具有重要軍事和民用價值，在目標探測與識別領域受到廣泛關注。相干雷射雷達遙感探測由於其測量精度高、抗干擾能力強和能遠距離無損探測等優點，特別適合遙感探測目標的振動特徵信息。.當前對目標振動的雷射探測多偏重於近距離測量，對面向遠距離目標的遙感探測機理、目標振動對回波調製模型、複雜運動目標振動回波相位檢測和解算等的研究尚不夠深入。本項目將結合相干雷射雷達體系結構特點，展開目標振動相干雷射遙感探測方法研究，主要內容包括：目標振動相干雷射遙感探測模式、面向相干雷射遙感探測的典型目標振動建模、回波相位有效檢測和目標振動解算方法等一系列研究，並通過仿真和實驗來驗證模型和算法的正確性。本項目通過研究，給出面向相干雷射探測的目標振動遙感測量理論和算法，拓展相干雷射探測在振動遙感測量領域中的套用基礎，用於支撐基於相干雷射遙感探測的目標振動特徵識別，及進一步的目標識別技術發展

結題摘要

運動目標的振動特徵體現了其精細屬性，具有重要軍事和民用價值，在目標探測與識別領域受到廣泛關注。相干雷射雷達遙感探測由於其測量精度高、抗干擾能力強和能遠距離無損探測等優點，特別適合遙感探測目標的振動特徵信息。項目研究工作結合相干雷射雷達體系結構特點，面向相干雷射遙感探測的典型目標振動建模、目標振動遙感探測模式、回波中的目標振動特徵提取和解算方法等一系列內容，從理論推導、仿真分析、實驗驗證的角度，對目標振動相干雷射遙感探測方法開展了系統的研究。 研究中針對目標典型的振動、轉動形式建立了從點散射擴展到面散射理論的雷射探測回波模型；搭建實驗平台，分析了回波中目標振動特徵可探測性與探測系統結構、參數之間的關係，提出了有利於實現遠距離高信噪比探測的最優本振功率相干雷射平衡外差探測模式，在實驗室條件下可實現μm級振幅的探測靈敏度；基於時頻分析理論，提出了對回波信號從平動補償到特徵提取再到振動分離和參數估計的一套完整的目標解算算法，仿真表明算法實現分離和參數估計的準確度達到99%；推導了相干雷射探測條件的目標振動參數估計克拉美羅界，根據目標振動的正弦調頻回波信號模型，在統計信號處理的框架下分別提出了基於均值似然估計和馬爾科夫蒙特卡洛方法的目標振動參數高精度估計算法，在信噪比高於0dB時就可獲得接近克拉美羅界的參數估計性能。 項目研究解決了相干雷射遙感探測中典型目標振動建模和回波振動特性影響因素分析兩大科學問題，為豐富目標探測、分類方法和實現目標振動的精確反演做出了貢獻。研究內容充分挖掘雷射回波信息內部特徵，豐富了雷射遙感探測獲取的信息量，在我國目標振動的雷射遙感探測領域具有創新性和先進性，推動了雷射遙感測量方法的進步和套用，為進一步的目標識別技術奠定了基礎。