空间自旋目标平动补偿与微动特征提取方法
2019-01-07顾福飞傅敏辉凌晓冬
宇航学报 2018年12期
顾福飞,傅敏辉,凌晓冬,张 印
(中国卫星海上测控部,江阴 214430)
0 引 言
自旋运动是航天器、碎片等空间目标常见的运动形式,自旋运动所产生的微多普勒(micro-Doppler, m-D)特征为空间目标的分类、识别提供了重要信息。随着各国对空间资源利用的日渐重视,近年来国内外学者针对空间目标的m-D特征分析与提取问题进行了大量研究[1-4]。从公开发表的文献来看,空间自旋目标的平动在精确补偿条件下,其m-D特征通常表现为正弦曲线。现有的经验模式分解算法[1]、扩展Hough变换[5]以及正弦调频Fourier-Bessel变换[6]等方法能够对其进行准确提取。然而空间目标通常情况下具有高速的径向运动,精确的平动补偿是难以实现的,必然存在估计误差,这将导致目标的m-D特征曲线附加了剩余平动引起的调制项,与理论的m-D特征曲线存在差异,给常规的特征提取带来困难。
文献[7]提出先利用经验模式分解方法进行平动补偿,然后再利用Hough变换进行特征提取。该方法需要基于目标的强散射中心信息,并且所需的计算量较大。文献[8]提出了多级延迟共轭相乘和Hough变换的平动补偿与特征提取方法。当目标包含多个散射点时,需要依次提取每个散射点的微动特征,因此该方法效率较低。文献[9-10]研究了速度和加速度对微多普勒的影响,提出了基于频谱重排和模板的平动补偿方法,但是该方法对噪声较为敏感。文献[11]基于目标整体运动信息,利用Radon变换对平动参数进行估计,需要较长的积累时间。文献[12]研究了弹道进动目标平动补偿方法,该方法只能够针对具有轴对称特性的目标进行处理。……
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