机载多模式SAR成像算法研究

发布时间：2020-04-22 20:07

【摘要】：目前机载SAR已经具备以下几种工作模式:条带模式、聚束模式、扫描模式和地面动目标检测等。当下机载SAR的发展主要有两个方向:大斜视角和高分辨率。现阶段关于斜视SAR的成像算法日趋完善,但已有算法对斜视角的处理具有一定局限性,大斜视角成像时算法精度不是很高,而研究聚束SAR是获得高分辨SAR的重要一环,因此有必要对大斜视SAR和聚束SAR成像算法进行研究。本文根据机载SAR成像几何模型和回波信号在时频域的推导过程,主要针对SAR回波数据模拟以及条带SAR斜视成像和聚束SAR成像进行研究,主要研究内容有:为了模拟实际SAR系统以及后续研究成像平面与地平面之间关系,本文提出一种真实场景的回波数据时域模拟方法。通过对条带SAR和聚束SAR成像几何进行建模,给出了条带SAR和聚束SAR回波模拟关键参数的计算方法和点阵目标回波的时域模拟方法及流程,为条带SAR斜视成像和聚束SAR成像算法的研究提供了数据支持。针对斜视SAR成像的特点,通过对二维频域中回波信号的二维耦合相位进行泰勒展开,得出需要对距离压缩后的信号进行二次距离压缩以及剩余相位补偿。同时由于斜视SAR的多普勒中心频率不为零,需要先对多普勒中心进行对齐。在传统RD算法和CS算法的基础上,提出了针对中等斜视情况下的改进RD算法和改进CS算法。最后针对大斜视情况,提出了一种基于距离向CS和方位向扩展的NCS机载大斜视SAR成像算法,针对距离走动校正带来的方位向聚焦深度问题,通过在方位向引入高次扰动来处理。同时一一给出了算法的数据处理流程以及参考函数的计算方法,通过对模拟数据进行仿真成像验证了三种成像算法的有效性。对聚束SAR与条带SAR各自的特点进行了比较。针对PFA在聚束SAR成像处理中的几何畸变现象,研究了校正几何畸变的PFA处理流程,该流程需要对PFA聚焦的图像在图像域进行二维重采样,文中给出了二维重采样所需参数的计算过程。最后针对聚束SAR斜视成像,提出了一种捷变PRF的数据采集方法,通过控制发射脉冲时间,使得传统PFA可以直接对回波数据进行处理,为斜视聚束SAR成像算法提供了新的研究角度。
【图文】：

机载SAR,工作模式,斜视角

[5]。本论文将围绕机载条带模式和聚束模式的成像算法进行研究。图1.1 机载 SAR 常见的工作模式图1.2 条带模式下的正侧视和斜视1.2 本文的研究背景及意义SAR 是一种高分辨的微波遥感成像雷达，具有很高的二维分辨率，它可以全天时、全天候工作，并且作用距离远且不受气象条件的限制，具有重要的军事和民用价值。在军事上，SAR 可以用在战场侦察、导弹制导、目标识别与跟踪等方面；在民用上，SAR 可以用在地质勘查、作物灾害勘查、地理测绘等方面。SAR 作为雷达成像研究的热点，目前其发展主要有两个方向：大斜视角和高分辨率，因此需要针对大斜视角和高分辨率研究相应的算法。一般的机载 SAR 都是工作在正侧视模式或有较小的斜视角，经过多年的积累，

正侧视,条带,斜视角

本论文将围绕机载条带模式和聚束模式的成像算法进行研究。图1.1 机载 SAR 常见的工作模式图1.2 条带模式下的正侧视和斜视1.2 本文的研究背景及意义SAR 是一种高分辨的微波遥感成像雷达，具有很高的二维分辨率，它可以全天时、全天候工作，并且作用距离远且不受气象条件的限制，具有重要的军事和民用价值。在军事上，SAR 可以用在战场侦察、导弹制导、目标识别与跟踪等方面；在民用上，SAR 可以用在地质勘查、作物灾害勘查、地理测绘等方面。SAR 作为雷达成像研究的热点，目前其发展主要有两个方向：大斜视角和高分辨率，因此需要针对大斜视角和高分辨率研究相应的算法。一般的机载 SAR 都是工作在正侧视模式或有较小的斜视角，经过多年的积累，，
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN957.52

【参考文献】