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航海雷达模拟器中的雨雪杂波图像模拟方法研究
| 论文题名： | 航海雷达模拟器中的雨雪杂波图像模拟方法研究 |
| 关键词： | 航海雷达模拟器;雨雪杂波;图像模拟;自适应网格模型 |
| 摘要： | 雨雪杂波干扰是航海雷达图像的重要组成部分之一。它是一种范围广且分布随机的杂波图像，对船舶的安全航行有很大的影响。航海雷达模拟器中雨雪杂波图像模拟，能够使航海专业的学生在培训中感受到更加真实的雷达显示环境，增强培训的效果和提高培训的效率。 现阶段，国内外的学者在雷达杂波仿真模拟研究方面已经做出了一定量的研究工作，主要是在信号模拟和图像模拟两方面。但是信号模拟的方法是采用ZMNL或SIRP法等生成符合某种概率分布的随机信号，输入真实雷达显示器中，这种方法灵活性欠佳，通常需要购置真实雷达成本过高;而图像模拟选用二维正态分布进行分布模型建模，概率属于对称分布，结果生成的雨区形状非常规则，生成图像单一、易失真，雨雪回波图像过于均匀，生成雨雪杂波图像的仿真度和真实雷达还有较大差距。 本文以模拟更加真实的雷达雨雪杂波图像为目标，首先，针对雨雪分布范围的随机性的特点，通过比较选取韦布尔分布作为生成随机雨雪粒子坐标的概率密度函数，采用两片随机雨雪叠加的方法构建雨雪的二维分布模型，通过改变概率密度函数的参数来调节雨雪的分布范围。其次，根据雨雪降水率不均匀的特点，以雷达天线照射单元为基本单元对雨雪分布范围进行网格划分，并考虑雨雪分布范围及量程的变化，确定网格模型的角度和径向范围，实现了雨雪区域网格地自适应变化，并根据雷达方程导出雨雪杂波强度的数学模型。接着考虑雨雪对船舶等海上目标回波的干扰，根据目标的尺度和幅度特性，分别建立目标显示模型和幅度统计模型，考虑雨雪的衰减作用，得到雨雪干扰下目标回波强度的数学模型，运用MATLAB编程实现了不同降水率、距离、波长下雷达雨雪杂波图像地模拟和在雨雪干扰下目标回波图像地模拟。 本文提出雨雪的二维韦布尔分布模型能够更好的符合雨雪分布范围的随机和不规则的特点，根据雨雪范围的变化建立自适应网格模型，节省了雨雪杂波强度的运算时间，更好地实现了雷达雨雪杂波图像的快速模拟。 |
| 作者： | 赵宏宇 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 刘克中 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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