Tài liệu Nghiên cứu giải pháp nâng cao độ chính xác nhận dạng và xác định tham số mục tiêu dựa trên ảnh ra đa mặt mở tổng hợp phân cực và giao thoa phân cực

.PDF

130

185

141

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG
VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ
-----------------------------------------

BÙI NGỌC THỦY

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC
NHẬN DẠNG VÀ XÁC ĐỊNH THAM SỐ MỤC TIÊU DỰA TRÊN ẢNH
RA ĐA MẶT MỞ TỔNG HỢP PHÂN CỰC VÀ GIAO THOA PHÂN CỰC

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử
Mã số: 9520203

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. Đại tá, PGS TS Lê Vĩnh Hà
2. Trung tá, TS Phạm Minh Nghĩa

Hà Nội – 2019
Trang 1
i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các kết quả nghiên cứu
và số liệu trình bày trong luận án là trung thực, chưa từng được ai công bố ở trong
bất kỳ công trình nào khác, các dữ liệu tham khảo được trích dẫn đầy đủ.

NGƯỜI CAM ĐOAN

Bùi Ngọc Thủy

Trang 2
ii

LỜI CẢM ƠN
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến tập thể thầy hướng dẫn PGS.TS Lê Vĩnh Hà,
Viện Ra đa - Viện Khoa học và Công nghệ quân sự, TS Phạm Minh Nghĩa, Khoa
Vô tuyến điện tử - Học viện Kỹ thuật quân sự đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình chỉ
dẫn khoa học có giá trị giúp tôi hoàn thành luận án này. Sự động viên, khuyến
khích, những kiến thức khoa học cũng như chuyên môn mà Thầy chia sẻ trong
những năm nghiên cứu sinh đã giúp tôi nâng cao năng lực khoa học, phương pháp
nghiên cứu và lòng yêu nghề.
Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Giám đốc Viện Khoa học và Công nghệ quân
sự, Bộ Quốc phòng, phòng Đào tạo và Viện Điện tử đã tạo điều kiện thuận lợi cho
tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu tại Phòng kỹ thuật trinh sát điện tử.
Xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu Trường Sĩ quan kỹ thuật quân sự và
Khoa Kỹ thuật cơ sở nơi tôi công tác, đã tạo điều kiện để tôi hoàn thành nhiệm vụ.
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến tập thể thầy hướng dẫn,
các nhà khoa học, đồng nghiệp và người thân đã tận tình giúp đỡ và tạo mọi điều
kiện thuận lợi nhất để tác giả hoàn thành luận án này.

Trang 3
iii

MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT .............................................. v
DANH MỤC CÁC BẢNG ....................................................................................... vii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ................................................................................ viii
MỞ ĐẦU. ................................................................................................................... 1
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ NHẬN DẠNG, XÁC ĐỊNH THAM SỐ
MỤC TIÊU DỰA TRÊN ẢNH RA ĐA PHÂN CỰC VÀ GIAO THOA
PHÂN CỰC ............................................................................................................... 6
1.1. Phương trình ra đa .............................................................................................. 10
1.2. Sự hình thành ảnh ra đa mặt mở tổng hợp ......................................................... 12
1.2.1. Các tham số chính của hệ thống SAR ........................................................ 13
1.2.2. Độ phân giải không gian của ảnh SAR ....................................................... 14
1.2.3. Cấu tạo của ảnh SAR .................................................................................. 16
1.3. Đặc trưng phân cực mục tiêu ............................................................................. 19
1.3.1. Thông tin phân cực ..................................................................................... 19
1.3.2. Vector mục tiêu tán xạ
k
........................................................................... 21
1.3.3. Ma trận kết hợp [T] và ma trận hiệp phương sai [C] phân cực .................. 25
1.4. Các cơ chế tán xạ ............................................................................................... 27
1.4.1. Tán xạ bề mặt .............................................................................................. 27
1.4.2. Tán xạ nhị diện ........................................................................................... 28
1.4.3. Tán xạ khối ................................................................................................. 29
1.4.4. Tán xạ xoắn ốc ............................................................................................ 30
1.4.5. Tán xạ dây ................................................................................................... 31
1.5. Tính chất tán xạ mục tiêu phân cực ................................................................... 32
1.6. Kỹ thuật phân hoạch mục tiêu phân cực PolSAR .............................................. 35
1.7. Ra đa mặt mở tổng hợp giao thoa ...................................................................... 36
1.8. Ra đa mặt mở tổng hợp giao thoa phân cực ...................................................... 38
1.9. Kết luận chương 1 .............................................................................................. 41
Chương 2. ĐỀ XUẤT THUẬT TOÁN NHẬN DẠNG MỤC TIÊU DỰA
TRÊN ẢNH RA ĐA MẶT MỞ TỔNG HỢP PHÂN CỰC ................................. 42
2.1. Kỹ thuật phân hoạch mục tiêu dựa trên ảnh ra đa phân cực .............................. 44
Trang 4
iv

2.1.1. Kỹ thuật phân tích mục tiêu kết hợp ........................................................... 44
2.1.2. Kỹ thuật phân tích mục tiêu theo mô hình tán xạ ....................................... 44
2.2. Nhận dạng mục tiêu dựa trên kỹ thuật phân hoạch 3 thành phần tán xạ cải
tiến với mô hình khối thích nghi ............................................................................... 55
2.2.1. Thành phần tán xạ nhị diện bất đối xứng ................................................... 55
2.2.2. Thành phần tán xạ khối ............................................................................... 56
2.2.3. Kỹ thuật phân hoạch đề xuất ...................................................................... 57
2.2.4. Kết quả thực nghiệm ................................................................................... 60
2.3. Nhận dạng mục tiêu nhân tạo dựa trên kỹ thuật phân hoạch bốn thành
phần với mô hình tán xạ khối mở rộng ..................................................................... 65
2.3.1. Các thành phần tán xạ cơ bản ..................................................................... 66
2.3.2. Kỹ thuật phân hoạch đề xuất ...................................................................... 67
2.3.2. Kết quả thực nghiệm ................................................................................... 69
2.4. Kết luận chương 2 .............................................................................................. 73
Chương 3. ƯỚC LƯỢNG THAM SỐ MỤC TIÊU DỰA TRÊN ẢNH RA
ĐA MẶT MỞ TỔNG HỢP GIAO THOA PHÂN CỰC ..................................... 74
3.1. Các phương pháp ước lượng độ cao mục tiêu ................................................... 75
3.1.1. Kỹ thuật nghịch chuyển ba trạng thái ......................................................... 75
3.1.2. Kỹ thuật ước lượng tham số mục tiêu theo phương pháp xoay bất biến .... 80
3.1.3. Lý thuyết tập kết hợp .................................................................................. 82
3.2. Ước lượng tham số rừng dựa trên kỹ thuật phân hoạch mục tiêu cho ảnh
PolInSAR .................................................................................................................. 90
3.2.1. Sự kết hợp giao thoa phân cực .................................................................... 91
3.2.2. Các cơ chế tán xạ cho dữ liệu PolInSAR .................................................... 92
3.2.3. Ước lượng tham số tán xạ của cây .............................................................. 97
3.2.4. Ước lượng tham số của địa hình sử dụng nguyên lý tập kết hợp ............... 99
3.2.5. Kết quả thực nghiệm ................................................................................. 100
3.3. Kết luận chương 3 ............................................................................................ 109
KẾT LUẬN ............................................................................................................. 110
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ ........................ 112
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 113
Trang 5

Tài liệu liên quan

Tài liệu vừa đăng

Tài liệu xem nhiều nhất