基于高分辨一維距離像及其特征的空間目標(biāo)識(shí)別效果分析*

王 放,韓曉磊,張延鑫

(北京跟蹤與通信技術(shù)研究所,北京 100094)

0 引 言

隨著人類航天技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步,爭(zhēng)奪進(jìn)出空間、利用空間和控制空間的自由權(quán)已成為世界大國(guó)實(shí)現(xiàn)國(guó)家安全和利益拓展的基本戰(zhàn)略,而空間態(tài)勢(shì)感知能力則是遂行此戰(zhàn)略的基礎(chǔ)和保證。空間目標(biāo)是指分布于軌道高度100 km以上空間的、長(zhǎng)期在軌的人造目標(biāo),包括工作衛(wèi)星、空間站等工作航天器和失效衛(wèi)星、箭體、碎片等太空垃圾。對(duì)空間目標(biāo)尤其是在軌航天器的準(zhǔn)確識(shí)別,是太空態(tài)勢(shì)感知的重要內(nèi)容和基礎(chǔ),受到了廣泛關(guān)注[1-8]。通常情況下,對(duì)空間目標(biāo)身份的識(shí)別主要依靠目標(biāo)軌道匹配,但當(dāng)目標(biāo)變軌或新目標(biāo)發(fā)現(xiàn)等軌道匹配失效的情況下,需要根據(jù)目標(biāo)光、電特性實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)身份的準(zhǔn)確識(shí)別。目標(biāo)高分辨一維距離像(High Resolution Range Profile,HRRP)是一種相對(duì)易于獲取和處理的目標(biāo)寬帶雷達(dá)特性數(shù)據(jù),其中包含了豐富的目標(biāo)尺寸、結(jié)構(gòu)等物理特征,已在各類雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別中得到了較好的應(yīng)用。研究發(fā)現(xiàn),目標(biāo)的HRRP在空間目標(biāo)個(gè)體自動(dòng)識(shí)別中有著良好的應(yīng)用前景。然而,前期的相關(guān)研究多集中于基于HRRP的目標(biāo)識(shí)別算法[7-12],相關(guān)結(jié)論多是基于仿真數(shù)據(jù)或少量類別(幾類)的前提下得到的,與工程應(yīng)用的實(shí)際情況有較大差距,缺乏對(duì)HRRP在空間目標(biāo)個(gè)體識(shí)別中工程效果的可靠分析。為解決這一問(wèn)題,本文在對(duì)空間目標(biāo)識(shí)別問(wèn)題特點(diǎn)分析的基礎(chǔ)上,基于地基雷達(dá)獲取的大量實(shí)測(cè)HRRP數(shù)據(jù),對(duì)HRRP及其特征(組合)的可分性和在空間目標(biāo)個(gè)體識(shí)別中的應(yīng)用效果進(jìn)行了量化分析,分析結(jié)果可為后續(xù)基于HRRP的空間目標(biāo)個(gè)體識(shí)別技術(shù)研究和工程應(yīng)用提供可靠依據(jù)。……