Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Một phương pháp mới cho việc phát hiện mục tiêu cơ động tốc độ cao và ước lượng tham số chuyển động
Tóm tắt
Bài báo này xem xét các vấn đề liên quan đến việc phát hiện mục tiêu cơ động tốc độ cao và ước lượng các tham số chuyển động với các chuyển động phức tạp, bao gồm sự di chuyển theo khoảng cách (RM) và sự di chuyển tần số Doppler (DFM) do vận tốc hướng tâm, gia tốc và jerk của mục tiêu gây ra trong khoảng thời gian tích hợp đồng nhất. Để giải quyết các vấn đề này, chúng tôi đề xuất một phương pháp mới dựa trên biến đổi keystone bậc ba (TOKT) và biến đổi pha đa thức rời rạc bậc nhất (FDPT) trong bài báo này. Đầu tiên, TOKT được thực hiện để sửa chữa RM bậc ba. Thứ hai, hàm lọc khớp được xây dựng để loại bỏ DFM bậc hai do jerk hướng tâm gây ra. Sau đó, FDPT được áp dụng để giảm bậc pha của mục tiêu. Tiếp theo, TOKT được sử dụng lại để loại bỏ RM bậc một còn lại liên quan đến gia tốc hướng tâm của mục tiêu, và một đỉnh tập trung tốt được thu được sau khi thực hiện biến đổi Fourier nhanh (FFT) theo phương ngang cũng như biến đổi Fourier nghịch theo khoảng cách. Cuối cùng, dựa trên vị trí của đỉnh, các tham số chuyển động của các mục tiêu cơ động có thể được ước lượng một cách hiệu quả. So với các thuật toán hiện có, phương pháp được đề xuất đạt được sự cân bằng tốt giữa độ phức tạp tính toán và khả năng phát hiện. Các kết quả số được xác minh cho tính hiệu quả của phương pháp được đề xuất.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Bar-Shalom, Y., Li, X. R., & Kirubarajan, T. (2001). Estimation with applications to tracking and navigation: Theory, algorithms, and software. New York: Wiley.
Chen, X. L., & Guan, J. (2010). A fast FRFT based detection algorithm of multiple moving targets in sea clutter. In Proceedings of IEEE radar conference (pp. 402–406).
Chen, X. L., Guan, J., Liu, N. B., & He, Y. (2014). Maneuvering target detection via Radon fractional Fourier transform-based long-time coherent integration. IEEE Transactions on Signal Processing, 62(4), 939–953.
He, X. P., Liao, G. S., Zhu, S. Q., & Xu, J. W. (2018). Fast non-searching method for ground moving target refocusing and motion parameters estimation. Digital Signal Processing, 79, 152–163.
Huang, P. H., Liao, G. S., Yang, Z. W., & Ma, J. T. (2016a). An Approach for refocusing of ground fast-moving target and high-order motion parameter estimation using radon high-order time-chirp rate transform. Digital Signal Processing, 48, 333–348.
Huang, P. H., Liao, G. S., Yang, Z. W., Xia, X.-G., Ma, J.-T., & Zhang, X. P. (2016b). A fast SAR imaging method for ground moving target using a second-order WVD transform. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 54(4), 1940–1956.
Huang, P. H., Xia, X. G., Liao, G. S., & Yang, Z. W. (2018). Ground moving target refocusing in SAR imagery using scaled GHAF. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 56(2), 1030–1045.
Huang, P. H., Yang, Z. W., Xia, X. G., Ma, J. T., Zheng, J., & Liao, G. S. (2017). Ground maneuvering target imaging and high-order motion parameter estimation based on second-order Keystone and generalized Hough-HAF transform. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 55(1), 320–335.
Huang, P., Liao, G., Yang, Z., Xia, X., & Ma, J. (2015). Long-time coherent integration for weak maneuvering target detection and high-order motion parameter estimation based on keystone transform. IEEE Transactions on Signal Processing, 64(15), 4013–4026.
Kong, L. J., Li, X. L., Cui, G. L., & Yi, W. (2015). Coherent integration algorithm for a maneuvering target with high-order range migration. IEEE Transactions on Signal Processing, 63(17), 4474–4486.
Li, G., Xia, X. G., & Peng, Y. N. (2008). Doppler keystone transform: An approach suitable for parallel implementation of SAR moving target imaging. IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, 5(4), 573–577.
Li, X. L., Cui, G. L., Kong, L. J., & Yi, W. (2016). Fast non-searching method for maneuvering target detection and motion parameters estimation. IEEE Transactions on Signal Processing, 64(9), 2232–2244.
Li, X. L., Cui, G. L., Yi, W., & Kong, L. J. (2015). Coherent integration for maneuvering target detection based on Radon–Lv’s distribution. IEEE Signal Processing Letters, 22(9), 1467–1471.
Li, X. R., & Jilkov, V. P. (2002). A survey of maneuvering target tracking—Part IV: Decision-based methods. Proceedings of SPIE Conference on Signal and Data Processing of Small Targets, Orlando, FL, USA, 4728, 511–534.
Misiurewicz, J., Kulpa, K. S., Czekala, Z., & Filipek, T. A. (2012). Radar detection of helicopters with application of CLEAN method. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 48(4), 3525–3537.
Perry, R. P., DiPietro, R. C., & Fante, R. L. (1999). SAR imaging of moving targets. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 35(1), 188–200.
Rao, X., Tao, H. H., Su, J., Guo, X. L., & Zhang, J. Z. (2014). Axis rotation MTD algorithm for weak target detection. Digital Signal Processing, 26, 81–86.
Su, J., Xing, M., Wang, G., & Bao, Z. (2010). High-speed multi-target detection with narrowband radar. IET Radar, Sonar and Navigation, 4(4), 595–603.
Sun, G. C., Xing, M. D., Xia, X. G., Wu, Y. R., & Bao, Z. (2013). Robust ground moving-target imaging using Deramp–Keystone processing. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 51(2), 966–982.
Sun, Z., Li, X. L., Yi, W., Cui, G. L., & Kong, L. J. (2018). A coherent detection and velocity estimation algorithm for the high-speed target based on the modified location rotation transform. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, 11(7), 2346–2361.
Sun, Z., Li, X. L., Yi, W., & Gui, G. L. (2017). Detection of weak maneuvering target based on keystone transform and matched filtering process. Signal Processing, 140, 127–138.
Tian, J., Cui, W., & Wu, S. (2014). A novel method for parameter estimation of space moving targets. IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, 11(2), 389–393.
Xin, Z., Liao, G., Yang, Z., Huang, P., & Ma, J. (2017). A fast ground moving target focusing method based on first-order discrete polynomial-phase transform. Digital Signal Processing, 60, 287–295.
Xing, M. D., Su, J. H., Wang, G. Y., & Bao, Z. (2011). New parameter estimation and detection algorithm for high speed small target. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 47(1), 214–224.
Xu, J., Xia, X. G., Peng, S. B., Yu, J., Peng, Y. N., & Qian, L. C. (2012). Radar maneuvering target motion estimation based on generalized Radon–Fourier transform. IEEE Transactions on Signal Processing, 60(12), 6190–6201.
Xu, J., Yu, J., Peng, Y. N., & Xia, X.-G. (2011a). Radon–Fourier transform for radar target detection, I: generalized Doppler filter bank. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 47(2), 1186–1202.
Xu, J., Yu, J., Peng, Y. N., & Xia, X.-G. (2011b). Radon–Fourier transform for radar target detection (II): Blind speed sidelobe suppression. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 47(4), 2473–2489.
Xuan, R., Zhong, T. T., & Tao, H. H. (2019). Improved axis rotation MTD algorithm and its analysis. Multidimensional Systems and Signal Processing, 30, 885–902.
Yu, J., Xu, J., Peng, Y. N., & Xia, X.-G. (2012). Radon–Fourier transform for radar target detection (III): Optimality and fast implementations. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 48(2), 991–1004.
Zhang, X.-P., Liao, G.-S., Zhu, S.-Q., Gao, Y.-C., & Xu, J.-W. (2015). Geometry-information aided efficient motion parameter estimation for moving-target imaging and location. IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, 12(1), 155–159.
Zheng, J. B., Su, T., Zhu, W. T., He, X. H., & Liu, Q. H. (2015). Radar high-speed target detection based on the scaled inverse Fourier transform. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, 8(3), 1108–1119.
Zhou, F., Wu, R., Xing, M., & Bao, Z. (2007). Approach for single channel SAR ground moving target imaging and motion parameter estimation. IET Radar, Sonar and Navigation, 1(1), 59–66.
Zhu, D. Y., Li, Y., & Zhu, Z. D. (2007). A keystone transform without interpolation for SAR ground moving-target imaging. IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, 4(1), 18–22.