高动态双基前视SAR成像关键技术研究

发布时间：2017-03-18 21:08

  本文关键词：高动态双基前视SAR成像关键技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：双基前视合成孔径雷达(Bistatic Forward-looking Synthetic Aperture Radar,简称BFSAR),能获得雷达平台正前方区域等距离线与等多普勒线的近似正交分割,实现前视区域成像,突破合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,简称SAR)存在成像盲区的限制,成为微波遥感领域的研究热点。高动态雷达载体平台具有高机动性,其运动轨迹非常复杂。将BFSAR应用于高动态平台,形成的高动态BFSAR能实现俯冲下降阶段全程高分辨二维成像以及自主寻的精确制导,具有低截获和强隐身能力,在军事领域具有重要应用价值。基于以上背景,本文着重研究了高动态条件下BFSAR的部分成像关键技术,主要工作如下:(1)分析了高动态BFSAR的成像机理,讨论了该模式下的距离历程特性和多普勒参数特性,在此基础上介绍了一种基于级数反演的目标响应二维频谱求解方法。(2)在无运动误差的条件下,介绍了三种双基前视SAR成像算法,包括线性距离多普勒算法、PFA算法以及基于广义keystone变换的成像算法,并利用仿真对上述算法理论进行验证。当存在运动误差时,推导出了运动误差模型,并就运动误差给成像带来的影响做出了重点分析。(3)讨论了高动态BFSAR模式下的时频同步误差。分别建立了时间同步误差模型以及频率同步误差模型,结合仿真实验定量分析了各类误差给目标成像带来的影响。(4)研究了高动态BFSAR成像面预测及目标定位方法。首先对成像面进行了详细的分析,进而提出了基于几何投影和基于距离-多普勒映射两种成像面预测方法,可获得目标在既定成像条件下的成像面视图,对成像处理结果进行直观地模拟。然后介绍了一种基于牛顿迭代的双基前视定位算法,能较准确地获得目标的位置坐标。最后通过仿真验证了两种成像面预测方法和目标定位方法的有效性。
【关键词】：合成孔径雷达(SAR) 高动态双基前视 成像算法 运动误差 同步误差 成像面预测 目标定位
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN957.52
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 缩略词10-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.2 BFSAR研究历史及现状12-15
• 1.3 高动态平台SAR发展动态15-16
• 1.4 论文主要研究内容16-17
• 第二章 高动态BFSAR成像原理17-31
• 2.1 引言17
• 2.2 高动态双基前视SAR模型建立17-19
• 2.2.1 空间几何模型17-19
• 2.2.2 回波信号模型19
• 2.3 高动态BFSAR信号特性19-27
• 2.3.1 距离历程特性19-22
• 2.3.2 多普勒参数特性22-24
• 2.3.3 分辨率特性24-27
• 2.4 高动态双基前视SAR目标响应二维频谱27-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第三章 高动态BFSAR成像算法31-45
• 3.1 引言31
• 3.2 高动态双基前视线性RD算法31-33
• 3.2.1 高动态双基前视线性RD算法流程31-32
• 3.2.2 仿真结果与分析32-33
• 3.3 高动态双基前视PFA算法33-36
• 3.3.1 高动态双基前视PFA算法纲要33-35
• 3.3.2 仿真结果与分析35-36
• 3.4 基于GKT的高动态BFSAR成像算法36-40
• 3.4.1 距离徙动分析36-38
• 3.4.2 基于GKT的成像算法38-39
• 3.4.3 仿真结果与分析39-40
• 3.5 高动态BFSAR运动误差影响分析40-44
• 3.5.1 运动误差分析40-43
• 3.5.2 仿真结果与分析43-44
• 3.6 本章小结44-45
• 第四章 高动态BFSAR时频同步误差分析45-56
• 4.1 引言45
• 4.2 时间同步误差45-50
• 4.2.1 时间同步误差模型及对成像的影响45-46
• 4.2.2 仿真结果及分析46-50
• 4.3 频率同步误差50-55
• 4.3.1 频率同步误差模型及对成像的影响51-52
• 4.3.2 仿真结果与分析52-55
• 4.4 本章小结55-56
• 第五章 高动态BFSAR成像面预测及目标定位方法56-72
• 5.1 引言56
• 5.2 高动态BFSAR成像面预测56-65
• 5.2.1 高动态BFSAR成像面分析56-60
• 5.2.2 基于几何投影的成像面预测方法60-63
• 5.2.3 基于距离-多普勒映射的成像面预测方法63-65
• 5.3 高动态BFSAR系统下的目标定位方法65-71
• 5.3.1 基于牛顿迭代的高动态BFSAR目标定位方法65-67
• 5.3.2 仿真结果及分析67-71
• 5.4 本章小结71-72
• 第六章 总结与展望72-73
• 参考文献73-77
• 致谢77-78
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文78

【参考文献】

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本文编号：255037