滑动聚束双基前视SAR成像理论与算法研究

发布时间：2017-06-06 13:04

  本文关键词：滑动聚束双基前视SAR成像理论与算法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：滑动聚束双基前视SAR是一种特殊体制的双基地SAR。传统双基前视SAR有着隐蔽性强,抗干扰能力高,空间配置更加灵活,可以对正前视方向进行成像等优点,然而由于将收发平台分置,在星机模式下收发平台的速度通常有较大差异,使其波束重合时间受到较大影响,进而限制了方位分辨率和方位向测绘带宽。本文将滑动聚束模式引入到星机前视SAR中,较之传统星机前视SAR方位分辨率和方位向测绘带宽得到极大提高,进而提高了星机前视SAR的适用性与灵活性。本文建立了滑动聚束双基前视SAR模型,分析了此模型下的性能,提出相应的成像算法,具体内容及创新如下:1.介绍了传统双基前视SAR的回波模型,介绍了传统双基前视SAR的空间分辨率,合成孔径时间,方位向测绘宽度等性能,分析了现有的二维频谱模型各自的特点及适用性,介绍了单基地滑动聚束模式的原理及特点。2.提出滑动聚束双基前视SAR模式,详细分析了此模式下的性能,包括空间分辨率,合成孔径时间,方位向测绘宽度,多普勒带宽等。扩展了传统星机前视SAR的合成孔径时间与方位向测绘宽度的表达式,使其适用于滑动聚束双基前视SAR,并通过此表达式理论上说明了,滑动聚束双基前视SAR的方位向测绘带宽度较之条带模式从几十米提高到几公里,理论多普勒分辨率最大提高了10倍左右,同时可以根据不同系统需求改变收发平台波束速度,进而改变多普勒分辨率与方位向测绘带宽度,极大提高了双基前视SAR的灵活性与适用性;推导了此模式下的多普勒带宽,说明滑动聚束双基前视SAR的多普勒带宽要高于条带模式,采用传统的条带模式成像算法会导致方位向模糊,因此介绍了一种方位向带宽去斜处理,以解决方位向模糊问题,进而方便推导相应的成像算法进行全孔径成像处理。3.提出一种基于切比雪夫近似的二维频谱模型及其成像算法。首先,提出一种基于切比雪夫近似的二维频谱,在切比雪夫近似理论基础上对双基地斜距史进行了降阶处理,使四阶泰勒降低为三阶切比雪夫近似,然后通过级数反演法求解得到驻定相位点,进而得到二维频谱模型,通过仿真说明了此模型的斜距史近似较之同阶传统泰勒近似的精度提高了一个量级左右;其次,结合方位向去模糊处理,基于该频谱模型分别提出了适用于滑动聚束双基前视SAR的全孔径距离多普勒成像算法与全孔径波数域成像算法,并通过仿真验证了算法的有效性。4.提出一种基于几何构型二维频谱的全孔径波数域成像算法。基于几何构型二维频谱模型是一种求解思路简单、表达式更加简洁清晰的频谱模型,首先仿真验证了该频谱模型适用于滑动聚束双基前视SAR,然后提出基于此二维频谱模型的全孔径波数域成像算法,该算法充分利用了收发平台与目标点之间的几何关系,通过此几何关系将接收平台的位置关系表达为发射平台的位置关系,从而得到可以进行波数域成像处理的表达式,此算法思路简单明了,新的等效距离向与方位向物理意义明确,几何畸变更小。最后通过仿真对比了此算法与第3点中提到的两种成像算法,说明了各算法的特点。
【关键词】：滑动聚束 双基地SAR 前视 二维频谱
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN957.52
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章绪论11-19
• 1.1 研究背景与意义11-12
• 1.2 国内外研究动态12-17
• 1.2.1 双基SAR国内外研究进展及现状13-15
• 1.2.2 滑动聚束双基SAR研究动态15-17
• 1.3 本文工作安排17-19
• 第二章双基地SAR成像原理19-29
• 2.1 双基SAR模式分类19
• 2.2 双基SAR回波模型19-22
• 2.3 时域成像模型22
• 2.4 频域成像模型22-28
• 2.4.1 LBF频谱模型22-24
• 2.4.2 2D PSP频谱模型24-26
• 2.4.3 MSR频谱模型26-28
• 2.5 本章小结28-29
• 第三章滑动聚束双基前视SAR模型分析29-47
• 3.1 滑动聚束SAR29-30
• 3.2 滑动聚束双基前视SAR模型30-32
• 3.3 性能分析32-46
• 3.3.1 空间分辨率32-34
• 3.3.2 合成孔径时间与测绘带宽度34-44
• 3.3.3 方位向频率带宽44-46
• 3.4 本章小结46-47
• 第四章滑动聚束双基前视SAR成像算法研究47-73
• 4.1 方位向去模糊处理47-49
• 4.2 基于切比雪夫降阶的频谱模型及成像算法49-61
• 4.2.1 切比雪夫降阶原理49-52
• 4.2.2 二维频谱求解52-55
• 4.2.3 全孔径距离多普勒算法55-58
• 4.2.4 全孔径波数域算法58-61
• 4.3 基于几何结构求解的二维频谱及成像算法61-68
• 4.3.1 基于几何结构二维频谱求解方法62-65
• 4.3.2 全孔径波数域成像算法65-68
• 4.4 算法对比68-72
• 4.5 本章小结72-73
• 第五章总结与展望73-75
• 5.1 研究总结73-74
• 5.2 工作展望74-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-79
• 攻读硕士学位期间主要工作79-80

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