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运动目标检测与运动速度估计是信号处理的重要内容，广泛应用于军事、交通和生物医学等领域。现有的运动目标检测器利用径向运动分量的多普勒效应检测目标。横向运动目标回波的多普勒频移非常小，并且能量并不集中于某个频率点，通常被忽略。目前横向运动目标的检测是通过图像对比，检测像素移动实现的，需要两幅图像有较大的采集间隔时间，且无法精确估计目标横向运动速度。本文研究横向运动目标的检测与速度估计方法，主要研究内容及成果如下: 1.提出了一种横向运动速度估计方法。该方法利用高阶多普勒效应估计目标横向运动速度，并给出了三种具体的实现方法:最大似然估计方法、相位差分法和小波变换法，最后推导了估计的克拉美罗下界，并进行了仿真。最大似然估计法的估计性能最好，运算量大;相位差分法运算量小，但在低信噪比时估计误差较大;小波变换法在低信噪比时的性能介于最大似然估计法和相位差分法之间，在高信噪比时，估计性能比前两种方法要差。 2.分析研究了横向运动目标的时频特性，据此推导出基于Wigner-Hough变换和基于分数阶Fourier变换的横向运动目标检测器。两种检测器将信号能量积累于一点，而噪声和杂波的能量随机分布于二维平面，通过与门限比较完成目标检测。 3.提出了一种横向运动目标检测器。根据目标回波特性，设计了三脉冲横向运动目标检测器，并进行了仿真研究。当雷达工作频率为2 GHz，目标距离为10km，雷达脉冲重复频率为400 Hz时，仿真结果表明，第一个盲速点为7.7 km/s，约为20马赫。可以认为，对于绝大多数目标不存在盲速问题。 4.研究设计出一种横向运动目标恒虚警率处理方法。在已知回波参数和未知回波参数两种情况下，设计了横向运动目标的恒虚警率检测器，并推导了检测器的检测概率。 5.给出了三种分数延时估计方法。推导了延时估计的克拉美罗下界，研究频域高频补零时域插值法的性能，得出频域高频补零时域插值法与Sa函数插值法的关系，并给出了频域高频补零时域插值法的快速算法。文中还给出了两种利用互谱估计延时的方法:互谱相位加权直线拟合法和周期图结合抛物线拟合法。在高信噪比时，周期图结合抛物线拟合法的估计性能更接近克拉美罗下界。若能预先知道信号的带宽，互谱相位加权直线拟合法有更高的估计精度。