船载地波超视距雷达目标探测中的运动补偿方法研究

作     者：格日乐图 

作者单位：内蒙古大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘永信

授予年度：2019年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 082402[工学-轮机工程] 081105[工学-导航、制导与控制] 081001[工学-通信与信息系统] 0824[工学-船舶与海洋工程] 081002[工学-信号与信息处理] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0811[工学-控制科学与工程] 

主      题：船载地波雷达 海杂波特征分析 目标特征分析 相位补偿 运动补偿 

摘      要：船载超视距地波雷达除具有岸基地波雷达的优点外,还具有平台的机动灵活性、不受场地制约等长处。并且随着船的持续航行,能够对更大片的海域进行海态实时监测。因此成为海洋遥感探测应用中的必不可少的手段。但由于船载地波雷达安装在可移动的平台上,导致平台运动对地波雷达回波谱的干扰增大,使得目标检测变得相对困难。且目前对船载地波雷达平台运动引起回波谱干扰问题相关的研究较少,因此本文针对船载地波雷达平台运动引起的回波谱干扰问题进行研究,建立模型,在MATLAB环境中完成仿真验证,并应用于实测数据分析。论文主要完成的工作有:1.针对舰船所受的六自由度运动,建立了船载平台坐标系,分析总结了各运动的特点。利用建立的坐标系,仿真实现了海杂波及目标回波谱,并根据地波雷达运行机理及目标与船载平台之间的运动关系,分析了船载地波雷达海杂波及目标回波特征,与实测数据进行对比。2.针对船载地波雷达目标探测应用,在分析了船载地波雷达目标与海杂波回波特征的基础上,对海杂波通道回波谱展宽问题,提出了基于姿态信息的运动补偿处理方法。通过匀速、非匀速、考虑速度误差等情况下的仿真回波谱数据验证了算法的准确性。3.利用岸基地波雷达及船载地波雷达一阶海杂波雷达散射截面积方程的不同之处,提出了一种基于一阶海杂波雷达散射截面积方程的运动补偿方法,同时推导出了根据海杂波展宽的大小求估计航行速度的方法,并结合求出的速度与补偿方法,补偿处理了仿真船载地波雷达海杂波回波谱。4.对比两种运动补偿方法后,选取了性能较好的基于姿态信息的船载地波雷达运动补偿方法,处理了增加目标信号的回波谱仿真数据以及利用实测姿态信息的仿真回波谱数据。通过与实测回波谱对比验证,本文设计的回波谱仿真模型效果较好。并且根据仿真回波谱的补偿处理结果得到的基于姿态数据的船载地波雷达运动补偿方法获得良好效果。