基于緊縮極化SAR的船只目標(biāo)檢測(cè)方法研究.pdf

1、緊縮極化是一種新的合成孔徑雷達(dá)(SAR)工作模式。由于緊縮極化SAR幅寬遠(yuǎn)大于全極化SAR，且極化信息遠(yuǎn)比單極化SAR和雙極化SAR豐富，在海上交通運(yùn)輸，漁業(yè)管理等領(lǐng)域應(yīng)用潛力巨大，近年來逐漸成為研究的熱點(diǎn)。本文研究了緊縮極化SAR特征的船只目標(biāo)檢測(cè)性能及船海散射特性差異，構(gòu)建了緊縮極化SAR船只目標(biāo)散射模型，提出了新的緊縮極化SAR特征參數(shù)，發(fā)展了一種緊縮極化SAR的船只目標(biāo)檢測(cè)方法。主要工作有:
　　(1)基于緊縮極化分解理論

2、和重構(gòu)的緊縮極化SAR數(shù)據(jù)，本文全面分析了得到的36個(gè)緊縮極化特征的船海散射特性差異，并利用船海距離評(píng)價(jià)了其船只目標(biāo)檢測(cè)性能，得到了6個(gè)最優(yōu)的緊縮極化SAR船只目標(biāo)檢測(cè)特征，分別為圓度，相對(duì)相位，圓極化比，散射角，緊縮極化散射角和橢圓方位角。
　　(2)針對(duì)上述圓度等6個(gè)緊縮極化特征，本文統(tǒng)計(jì)分析了其船海對(duì)比度，入射角，窗口大小和船只長度對(duì)船只目標(biāo)檢測(cè)性能的影響，為后續(xù)緊縮極化SAR船只目標(biāo)檢測(cè)相關(guān)研究提供參考。
　　(3)

3、基于緊縮極化散射矢量和X-Bragg散射模型，建立了緊縮極化SAR船只目標(biāo)檢測(cè)模型。基于上述模型，本文以圓極化比，相對(duì)相位，圓度為例分析了緊縮極化SAR特征的船只目標(biāo)和海面散射特性差異。在此基礎(chǔ)上，提出了新的緊縮極化特征參數(shù)，稱為相位因子。與其他6個(gè)緊縮極化SAR特征相比，綜合分析了相位因子的優(yōu)勢(shì)，首先利用緊縮極化SAR船只目標(biāo)散射模型推導(dǎo)了相位因子的旋轉(zhuǎn)不變特性，相位因子的特征值與海面粗糙度無關(guān)，證明了相位因子的穩(wěn)定性，其次，與其他6

4、個(gè)緊縮極化SAR特征相比，5景影像中，相位因子特征的船海距離為其他特征船海距離的1-3倍不等，證明了基于相位因子的船只目標(biāo)檢測(cè)性能最優(yōu)。
　　(4)發(fā)展了基于相位因子的緊縮極化SAR船只目標(biāo)檢測(cè)算法，介紹了其船只目標(biāo)檢測(cè)算法流程，采用重構(gòu)的緊縮極化SAR數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，選取了5個(gè)檢測(cè)區(qū)域，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與傳統(tǒng)的K-CFAR和G0-CFAR相比，基于相位因子的緊縮極化SAR船只目標(biāo)檢測(cè)算法的品質(zhì)因數(shù)(FOM)最高，為0.99，而K-C