复杂运动平台SAR成像技术研究

发布时间：2017-10-22 19:09

  本文关键词：复杂运动平台SAR成像技术研究

  更多相关文章： 复杂运动 方位分辨率 加速度容限 相位跟踪 BP成像算法

【摘要】：合成孔径雷达是一种全天候、全天时工作的高分辨率成像雷达,广泛应用于军事、民用等领域。雷达平台受气流、飞行器控制系统、引力等因素的影响作复杂运动,对复杂运动平台SAR高分辨率成像技术的研究正在不断深入与发展。本文以复杂运动平台SAR成像算法为研究课题,详细分析了复杂运动平台SAR航迹建模、回波信号的多普勒特性与方位分辨率特性、成像特性以及成像算法。主要内容包括以下三个方面:首先,基于飞艇动力学方程,建立了空间螺旋前进、匀加速曲线运动距离史模型,重点分析了复杂运动平台SAR回波信号多普勒带宽以及方位分辨率特性,得出复杂运动平台SAR多普勒带宽较理想平台展宽的充分条件,对于复杂运动平台SAR采用方位回波信号脉冲压缩后信号主瓣-3dB宽度作为理论最佳方位分辨率。其次,针对复杂运动平台SAR,分析了泰勒级数逼近阶数与有效合成孔径时间的关系,得出相位误差必然导致有效合成孔径缩短、方位分辨率降低的性质,并通过实验仿真验证运动测量误差对方位分辨率的影响;定量得出了点目标斜距离历史各阶泰勒级数逼近能满足成像要求时的加速度容限;由于复杂运动平台SAR不同点目标多普勒历史具有空变性,所以采用BP算法对场景逐点成像。最后,重点研究了复杂运动平台SAR成像算法。在准确知道平台空间位置情况下采用BP算法实现场景成像;而当运动传感器误差太大导致成像效果变差时,本文提出了基于相位跟踪的BP成像算法:首先采用相位跟踪算法估计出三个强点目标的相位信息与斜距离历史,进而求解出飞行器的空间位置,再采用BP算法实现场景成像,通过仿真验证了算法的有效性。
【关键词】：复杂运动 方位分辨率 加速度容限 相位跟踪 BP成像算法
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN958
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 研究背景及意义10-13
• 1.2 临近空间SAR13-15
• 1.3 本文主要内容及章节安排15-17
• 第二章 复杂运动平台与SAR信号分析17-39
• 2.1 飞艇动力学17-23
• 2.1.1 坐标系及坐标系之间的关系17-19
• 2.1.2 飞行器受力分析19-23
• 2.2 飞艇航迹生成23-27
• 2.2.1 龙格库塔方法23
• 2.2.2 飞艇巡航段航迹仿真结果23-24
• 2.2.3 简化的动力学模型24-25
• 2.2.4 复杂运动SAR距离史模型25-27
• 2.3 SAR方位回波信号特性分析27-38
• 2.3.1 SAR原理与回波信号表示27-29
• 2.3.2 复杂运动SAR多普勒特性与方位向分辨率分析29-38
• 2.4 本章小结38-39
• 第三章 复杂运动平台SAR成像特性分析39-57
• 3.1 泰勒级数逼近阶数与有效合成孔径时间的关系39-43
• 3.2 泰勒级数逼近阶数与运动参数关系43-49
• 3.2.1 泰勒级数逼近满足成像要求时方位向加速度容限44-47
• 3.2.2 泰勒级数逼近满足成像要求时视线方向加速度容限47-49
• 3.3 运动测量误差对成像的影响49-53
• 3.3.1 恒定测量误差分析49-50
• 3.3.2 均匀分布的随机测量误差分析50-53
• 3.4 目标回波多普勒史空变特性53-56
• 3.5 本章小结56-57
• 第四章 复杂运动平台SAR成像算法57-76
• 4.1 距离徙动57-59
• 4.2 后向投影算法59-62
• 4.2.1 距离压缩59-60
• 4.2.2 成像区域离散化60
• 4.2.3 距离向插值60-61
• 4.2.4 累积回波曲线相干迭加61-62
• 4.3 基于强点信息的相位跟踪算法62-69
• 4.3.1 强散射点选择与强散射点回波信号提取62-63
• 4.3.2 窄带滤波器组设计63-66
• 4.3.3 相位解缠绕66-67
• 4.3.4 信杂比对相位跟踪算法精度影响67-69
• 4.4 基于相位跟踪的后向投影成像算法69-75
• 4.4.1 飞行器空间位置求解69-74
• 4.4.2 基于相位跟踪算法的BP成像算法流程74-75
• 4.5 本章小结75-76
• 第五章 结束语76-78
• 5.1 全文总结76-77
• 5.2 前景展望77-78
• 致谢78-79
• 参考文献79-83

【参考文献】

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本文编号：1079682