弹载合成孔径雷达成像处理算法研究
发布时间：2021-07-08 04:33
合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）成像技术通过发射宽带信号获得距离向分辨率,利用积累平台运动产生的多普勒相位获得方位向分辨率,是一种具有全天时、全天候、作用距离远、抗干扰能力强等优点的成像方式。弹载SAR技术将SAR成像与导引头技术相结合,作为制导领域中的前沿方向,已逐渐成为近年来的研究热点。一方面,弹载SAR可对观测区域进行高分辨率二维图像,获得丰富的地貌特征信息并通过图像匹配和几何关系解算出弹体实时位置坐标,从而达到修正惯导积累误差和定位导航的目的;另一方面,通过对攻击目标区域进行二维成像,弹载SAR可提取攻击目标的尺寸、形状特征,进而选择攻击点并提高打击精度和效率。然而,与传统的机载星载SAR成像体制相比,弹载SAR由于其特殊的成像体制,需要解决一系列技术问题:弹载SAR成像的目的是攻击目标,为了在制导时有一定的转向调整时间,弹载SAR不能采用常用的正侧视或小斜视模式,必须工作在大斜视成像状态;为了提高搜索目标区域的成功率,弹载SAR应尽可能多的获取地形地貌等环境信息,从而提高场景图像的匹配成功率,这就要求弹载SAR具有大场景成像的能力;末制...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：119 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２各国典型ＳＡＲ卫星??作为最早开展星载ＳＡＲ技术研宄的国家之一，加拿大于２００７年发射了??
采用的成像匹配制导技术可有效提高导弹的命中精度；１９８８年，Ｇｏｏｄｙｅａｒ公司为??美空军研制的制导ＳＡＲ雷达，可在导引头成像后根据导弹预先存储的数据灵活选??择战术目标；美国装备的“潘兴”战术导弹（图１．３），采用惯性复合成像地形匹配??制导，使命中精度达到３０?ｍ［２９］；除了导引头的开发，美国还研制了战术导弹精确??动态ＳＡＲ试验床作为研宄弹载ＳＡＲ成像计算的实验平台＠１。??作为重视导弹精确打击和突防能力的国家之一，俄罗斯将弹载ＳＡＲ成像和数??字匹配技术运用到了“白杨”洲际导弹（图１．４）的制导系统中，使导弹达到突防时??１００ｍ、不突防时６０ｍ的命中精度［３ｉ］。??ｌ▲滅義：議＿??图１．３?“潘兴２”战术导弹?图１．４?“白杨”弹道导弹??除了美俄两个导弹大国，欧洲国家对弹载ＳＡＲ技术也进行了相关的研究：德??国研制的ＥＡＤＳ对地导引头，工作频率为９４ＧＨｚ，具备静止目标识别能力并可工作??在扫描、聚束和动目标检测等多个模式下；法国研制的９４ＧＨｚ和３５ＧＨｚ对地攻击??导引头，采用地形成像匹配制导，其具体分辨率不详；英国研制的ＭＬＲＳ?ｐｈａｓｅ毫??米波段导引头，使用多普勒锐化技术进行成像并拥有动目标识别能力；瑞典研制的??ＲＢＳ?１５ＭＫ３连续波导引头则采用了?ＳＡＲ和红外复合制导模式
图２．１给出了常见正侧视条带模式下ＳＡＲ成像几何。雷达在平面ＺＯＸＫ、．沿Ｘ轴方向作匀速直线运动，且其初始高度为／／；目标位于ＸＯＹ平面。雷达平台运动方向在地面的投影方向称为方位向（Ｘ轴方向），将与航迹线面投影方向称为跨航向（Ｙ轴方向），将雷达高度所在方向称为高度向（Ｚ雷达天线与目标的指向称为距离向。与传统雷达一样，合成孔径雷达通过间带宽积的线性调频脉冲信号获得距离向分辨率，由雷达信号理论的可知，其距离向分辨率由发射带宽决定：??式（２．１）中ｃ为光速，Ｓ，．表示发射信号带宽，下标的含义是距离向参数。成像体制中，雷达的方位向分辨率由波束宽度决定，天线孔径越长，发射，对应的方位向分辨率就越高ｌ｜５ｈ实际的雷达系统中，受限于雷达平台制，天线的尺寸不可能做的很长，但在ＳＡＲ成像体制中，由于雷达一边边以固定的脉冲频率发射和接收信号，并将回波按收发时间进行存储并相就等效于在方位向上合成了一个较长的等间隔实孔径天线观测目标。若Ｓ，
【参考文献】：
期刊论文
[1]直角坐标多级后投影聚束SAR成像算法[J]. 董祺,孙光才,杨泽民,左绍山,邢孟道. 电子与信息学报. 2016(06)
[2]基于DFT滤波器组的大斜视SAR成像算法[J]. 江淮,赵惠昌,汉敏,张淑宁. 电子与信息学报. 2016(01)
[3]一种基于快速分解后向投影的条带SAR成像新方法[J]. 李浩林,张磊,邢孟道,保铮. 电子与信息学报. 2015(08)
[4]基于斜视TOPSAR的星载区域监视GMTI方法研究[J]. 曾祥杰,齐向阳. 雷达学报. 2015(04)
[5]弹载合成孔径雷达大斜视子孔径频域相位滤波成像算法[J]. 李震宇,梁毅,邢孟道,保铮. 电子与信息学报. 2015(04)
[6]弹载SAR子孔径大斜视成像方位空变校正新方法[J]. 李震宇,杨军,梁毅,邢孟道. 西安电子科技大学学报. 2015(04)
[7]基于子带补偿的弹载聚束SAR成像算法[J]. 江淮,汉敏,赵惠昌,张淑宁. 物理学报. 2014(19)
[8]基于分数阶傅里叶变换的弹载SAR成像算法[J]. 陈勇,赵惠昌,陈思,张淑宁. 物理学报. 2014(11)
[9]一种新的大斜视TOPS SAR全孔径成像方法[J]. 杨军,李震宇,孙光才,邢孟道,周峰. 西安电子科技大学学报. 2015(01)
[10]基于变量解耦的俯冲加速段弹载SAR大场景成像算法[J]. 江淮,赵惠昌,汉敏,张淑宁. 物理学报. 2014(07)
博士论文
[1]弹载SAR多种工作模式的成像算法研究[D]. 周鹏.西安电子科技大学 2011
[2]DFT调制滤波器组的设计算法研究[D]. 蒋俊正.西安电子科技大学 2011
[3]高分辨率SAR成像处理技术研究[D]. 安道祥.国防科学技术大学 2011
[4]弹载合成孔径雷达成像关键技术研究[D]. 彭岁阳.国防科学技术大学 2011
[5]弹载合成孔径雷达成像算法研究[D]. 易予生.西安电子科技大学 2009
[6]弹载合成孔径雷达成像技术研究[D]. 李悦丽.国防科学技术大学 2008
[7]干涉合成孔径雷达成像技术研究[D]. 穆冬.南京航空航天大学 2001
硕士论文
[1]弹载SAR实时成像信号处理机设计[D]. 原涛.西安电子科技大学 2013
[2]曲线弹道前斜视弹载SAR成像及干扰研究[D]. 罗玉亨.西安电子科技大学 2012
[3]基于Legendre展开的SAR成像算法研究[D]. 刘思玥.电子科技大学 2010
[4]弹载SAR实时处理技术研究[D]. 朱江.电子科技大学 2006
本文编号：3270866
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：119 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２各国典型ＳＡＲ卫星??作为最早开展星载ＳＡＲ技术研宄的国家之一，加拿大于２００７年发射了??
采用的成像匹配制导技术可有效提高导弹的命中精度；１９８８年，Ｇｏｏｄｙｅａｒ公司为??美空军研制的制导ＳＡＲ雷达，可在导引头成像后根据导弹预先存储的数据灵活选??择战术目标；美国装备的“潘兴”战术导弹（图１．３），采用惯性复合成像地形匹配??制导，使命中精度达到３０?ｍ［２９］；除了导引头的开发，美国还研制了战术导弹精确??动态ＳＡＲ试验床作为研宄弹载ＳＡＲ成像计算的实验平台＠１。??作为重视导弹精确打击和突防能力的国家之一，俄罗斯将弹载ＳＡＲ成像和数??字匹配技术运用到了“白杨”洲际导弹（图１．４）的制导系统中，使导弹达到突防时??１００ｍ、不突防时６０ｍ的命中精度［３ｉ］。??ｌ▲滅義：議＿??图１．３?“潘兴２”战术导弹?图１．４?“白杨”弹道导弹??除了美俄两个导弹大国，欧洲国家对弹载ＳＡＲ技术也进行了相关的研究：德??国研制的ＥＡＤＳ对地导引头，工作频率为９４ＧＨｚ，具备静止目标识别能力并可工作??在扫描、聚束和动目标检测等多个模式下；法国研制的９４ＧＨｚ和３５ＧＨｚ对地攻击??导引头，采用地形成像匹配制导，其具体分辨率不详；英国研制的ＭＬＲＳ?ｐｈａｓｅ毫??米波段导引头，使用多普勒锐化技术进行成像并拥有动目标识别能力；瑞典研制的??ＲＢＳ?１５ＭＫ３连续波导引头则采用了?ＳＡＲ和红外复合制导模式
图２．１给出了常见正侧视条带模式下ＳＡＲ成像几何。雷达在平面ＺＯＸＫ、．沿Ｘ轴方向作匀速直线运动，且其初始高度为／／；目标位于ＸＯＹ平面。雷达平台运动方向在地面的投影方向称为方位向（Ｘ轴方向），将与航迹线面投影方向称为跨航向（Ｙ轴方向），将雷达高度所在方向称为高度向（Ｚ雷达天线与目标的指向称为距离向。与传统雷达一样，合成孔径雷达通过间带宽积的线性调频脉冲信号获得距离向分辨率，由雷达信号理论的可知，其距离向分辨率由发射带宽决定：??式（２．１）中ｃ为光速，Ｓ，．表示发射信号带宽，下标的含义是距离向参数。成像体制中，雷达的方位向分辨率由波束宽度决定，天线孔径越长，发射，对应的方位向分辨率就越高ｌ｜５ｈ实际的雷达系统中，受限于雷达平台制，天线的尺寸不可能做的很长，但在ＳＡＲ成像体制中，由于雷达一边边以固定的脉冲频率发射和接收信号，并将回波按收发时间进行存储并相就等效于在方位向上合成了一个较长的等间隔实孔径天线观测目标。若Ｓ，
【参考文献】：
期刊论文
[1]直角坐标多级后投影聚束SAR成像算法[J]. 董祺,孙光才,杨泽民,左绍山,邢孟道. 电子与信息学报. 2016(06)
[2]基于DFT滤波器组的大斜视SAR成像算法[J]. 江淮,赵惠昌,汉敏,张淑宁. 电子与信息学报. 2016(01)
[3]一种基于快速分解后向投影的条带SAR成像新方法[J]. 李浩林,张磊,邢孟道,保铮. 电子与信息学报. 2015(08)
[4]基于斜视TOPSAR的星载区域监视GMTI方法研究[J]. 曾祥杰,齐向阳. 雷达学报. 2015(04)
[5]弹载合成孔径雷达大斜视子孔径频域相位滤波成像算法[J]. 李震宇,梁毅,邢孟道,保铮. 电子与信息学报. 2015(04)
[6]弹载SAR子孔径大斜视成像方位空变校正新方法[J]. 李震宇,杨军,梁毅,邢孟道. 西安电子科技大学学报. 2015(04)
[7]基于子带补偿的弹载聚束SAR成像算法[J]. 江淮,汉敏,赵惠昌,张淑宁. 物理学报. 2014(19)
[8]基于分数阶傅里叶变换的弹载SAR成像算法[J]. 陈勇,赵惠昌,陈思,张淑宁. 物理学报. 2014(11)
[9]一种新的大斜视TOPS SAR全孔径成像方法[J]. 杨军,李震宇,孙光才,邢孟道,周峰. 西安电子科技大学学报. 2015(01)
[10]基于变量解耦的俯冲加速段弹载SAR大场景成像算法[J]. 江淮,赵惠昌,汉敏,张淑宁. 物理学报. 2014(07)
博士论文
[1]弹载SAR多种工作模式的成像算法研究[D]. 周鹏.西安电子科技大学 2011
[2]DFT调制滤波器组的设计算法研究[D]. 蒋俊正.西安电子科技大学 2011
[3]高分辨率SAR成像处理技术研究[D]. 安道祥.国防科学技术大学 2011
[4]弹载合成孔径雷达成像关键技术研究[D]. 彭岁阳.国防科学技术大学 2011
[5]弹载合成孔径雷达成像算法研究[D]. 易予生.西安电子科技大学 2009
[6]弹载合成孔径雷达成像技术研究[D]. 李悦丽.国防科学技术大学 2008
[7]干涉合成孔径雷达成像技术研究[D]. 穆冬.南京航空航天大学 2001
硕士论文
[1]弹载SAR实时成像信号处理机设计[D]. 原涛.西安电子科技大学 2013
[2]曲线弹道前斜视弹载SAR成像及干扰研究[D]. 罗玉亨.西安电子科技大学 2012
[3]基于Legendre展开的SAR成像算法研究[D]. 刘思玥.电子科技大学 2010
[4]弹载SAR实时处理技术研究[D]. 朱江.电子科技大学 2006
本文编号：3270866
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