机载圆周合成孔径雷达成像技术研究
发布时间：2021-02-17 05:29
圆周合成孔径雷达（Circular Synthetic Aperture Radar,CSAR）是一种轨迹特殊的SAR成像模式,其在成像过程中天线波束始终指向观测场景,同时所搭载的平台环绕观测场景作360°圆周或宽角度圆弧运动。CSAR模式的全方位观测可获得目标更多维度的散射信息。此外,观测方位角的增加展宽了目标方位频谱,从而获取得更高的图像分辨率,且具有一定的三维成像能力。高精度成像处理是CSAR发展的关键技术之一。与常规SAR相比,当前基于CSAR模式的成像处理技术还不够成熟,相关的高效率高精度成像算法、运动补偿方法和三维图像重构等技术研究仍然较少,面临着更多新问题和新挑战。本文结合工程实践应用,对机载CSAR的高分辨率二维/三维成像处理技术展开了深入的研究。主要工作可概括如下:1.分析了CSAR系统特性,主要包括成像几何、回波信号模型和空间分辨率特性,为后续的算法研究与系统研制奠定理论基础。基于点目标脉冲响应函数,推导了相干和非相干成像处理下的CSAR空间分辨率评估方法。与传统方法相比,所提分辨率评估方法更准确,实用性更好。2.针对CSAR数据量大、易受地形起伏误差影响等问题,研...
【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：156 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景和意义
1.1.1 概念与内涵
1.1.2 CSAR系统优势
1.2 国内外研究现状
1.2.1 CSAR系统及试验
1.2.2 CSAR成像处理技术
1.3 目前存在的问题
1.4 本文主要工作及内容安排
第二章 CSAR系统特性
2.1 引言
2.2 CSAR回波信号模型
2.2.1 成像几何
2.2.2 回波信号
2.3 脉冲响应函数
2.3.1 LSAR脉冲响应函数
2.3.2 CSAR脉冲响应函数
2.4 CSAR空间分辨率评估方法
2.4.1 相干成像的分辨率
2.4.2 非相干成像的分辨率
2.5 本章小结
第三章 机载CSAR时域成像算法研究
3.1 引言
3.2 BP算法
3.3 快速时域成像算法
3.3.1 FFBP算法的误差控制和坐标转换
3.3.2 时域快速成像算法的实现
3.3.3 计算量评估
3.4 地形起伏误差补偿
3.4.1 地形起伏误差
3.4.2 地形起伏误差补偿方法
3.5 实验结果
3.5.1 仿真实验
3.5.2 实测数据处理
3.6 本章小结
第四章 CSAR成像自聚焦算法研究
4.1 引言
4.2 机载CSAR运动误差分析
4.3 结合BP的自聚焦算法
4.3.1 算法原理
4.3.2 改进的ABP算法
4.4 CSAR自聚焦算法
4.4.1 机载CSAR实测数据成像处理流程
4.4.2 子图像链式匹配
4.5 实验结果
4.5.1 仿真实验
4.5.2 实测数据
4.6 本章小结
第五章 基于CSAR数据的三维图像重构
5.1 引言
5.2 基于CSAR数据的车辆目标检测
5.2.1 CSAR图像中的高度层信息
5.2.2 基于CSAR数据的车辆目标检测方法
5.3 基于CSAR成像的目标三维图像重构
5.3.1 车辆目标散射特性模型与分析
5.3.2 车辆目标的三维图像重构方法
5.4 实验结果
5.4.1 车辆目标检测
5.4.2 车辆三维图像重构实验结果
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 论文总结
6.2 后续工作展望
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果
附录A NB SAR点目标脉冲响应函数
附录B 通用SAR点目标脉冲响应函数
附录C 英文缩写词对照表
【参考文献】：
期刊论文
[1]低频圆周SAR系统设计与试验验证[J]. 张佳佳,姚佰栋,孙龙,江凯. 电子技术与软件工程. 2017(15)
[2]压缩感知曲线SAR孔径优化和目标三维特征提取[J]. 何峰,杨阳,董臻,梁甸农. 国防科技大学学报. 2015(04)
[3]SAR层析成像技术的发展和展望[J]. 庞礴,代大海,邢世其,王雪松,刘庆富. 系统工程与电子技术. 2013(07)
[4]多维度合成孔径雷达成像概念[J]. 吴一戎. 雷达学报. 2013(02)
[5]圆轨迹SAR快速成像处理[J]. 刘燕,吴元,孙光才,邢孟道. 电子与信息学报. 2013(04)
[6]圆迹SAR成像技术研究进展[J]. 洪文. 雷达学报. 2012(02)
[7]一种适用于机载SAR的改进PACE自聚焦算法[J]. 薛国义,周智敏,安道祥. 电子与信息学报. 2008(11)
博士论文
[1]SAR/PolSAR图像建筑物信息提取技术研究[D]. 项德良.国防科学技术大学 2016
[2]一站固定式低频双站SAR高分辨率成像处理技术研究[D]. 谢洪途.国防科学技术大学 2015
[3]重轨低频超宽带干涉合成孔径雷达关键技术研究[D]. 许军毅.国防科学技术大学 2015
[4]无人机载微型SAR高分辨成像技术研究[D]. 贾高伟.国防科学技术大学 2015
[5]雷达图像目标特征提取方法研究[D]. 李飞.西安电子科技大学 2014
[6]人造目标极化雷达三维成像理论与方法研究[D]. 邢世其.国防科学技术大学 2012
[7]SAR层析与差分层析成像技术研究[D]. 孙希龙.国防科学技术大学 2012
[8]单/双通道低频SAR/GMTI技术研究[D]. 范崇祎.国防科学技术大学 2012
[9]UWB SAR叶簇隐蔽目标变化检测技术研究[D]. 王广学.国防科学技术大学 2012
[10]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
硕士论文
[1]圆迹SAR系统DEM提取及运动补偿技术研究[D]. 吴琦.南京邮电大学 2017
[2]圆迹SAR快速高精度极坐标格式成像算法研究[D]. 查鹏.上海交通大学 2015
[3]圆周SAR成像算法及相关技术研究[D]. 田甲申.电子科技大学 2013
[4]线阵及圆周SAR三维成像算法研究[D]. 吴堃.电子科技大学 2012
[5]圆周SAR三维成像技术研究[D]. 王本君.电子科技大学 2012
本文编号：3037503
【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：156 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景和意义
1.1.1 概念与内涵
1.1.2 CSAR系统优势
1.2 国内外研究现状
1.2.1 CSAR系统及试验
1.2.2 CSAR成像处理技术
1.3 目前存在的问题
1.4 本文主要工作及内容安排
第二章 CSAR系统特性
2.1 引言
2.2 CSAR回波信号模型
2.2.1 成像几何
2.2.2 回波信号
2.3 脉冲响应函数
2.3.1 LSAR脉冲响应函数
2.3.2 CSAR脉冲响应函数
2.4 CSAR空间分辨率评估方法
2.4.1 相干成像的分辨率
2.4.2 非相干成像的分辨率
2.5 本章小结
第三章 机载CSAR时域成像算法研究
3.1 引言
3.2 BP算法
3.3 快速时域成像算法
3.3.1 FFBP算法的误差控制和坐标转换
3.3.2 时域快速成像算法的实现
3.3.3 计算量评估
3.4 地形起伏误差补偿
3.4.1 地形起伏误差
3.4.2 地形起伏误差补偿方法
3.5 实验结果
3.5.1 仿真实验
3.5.2 实测数据处理
3.6 本章小结
第四章 CSAR成像自聚焦算法研究
4.1 引言
4.2 机载CSAR运动误差分析
4.3 结合BP的自聚焦算法
4.3.1 算法原理
4.3.2 改进的ABP算法
4.4 CSAR自聚焦算法
4.4.1 机载CSAR实测数据成像处理流程
4.4.2 子图像链式匹配
4.5 实验结果
4.5.1 仿真实验
4.5.2 实测数据
4.6 本章小结
第五章 基于CSAR数据的三维图像重构
5.1 引言
5.2 基于CSAR数据的车辆目标检测
5.2.1 CSAR图像中的高度层信息
5.2.2 基于CSAR数据的车辆目标检测方法
5.3 基于CSAR成像的目标三维图像重构
5.3.1 车辆目标散射特性模型与分析
5.3.2 车辆目标的三维图像重构方法
5.4 实验结果
5.4.1 车辆目标检测
5.4.2 车辆三维图像重构实验结果
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 论文总结
6.2 后续工作展望
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果
附录A NB SAR点目标脉冲响应函数
附录B 通用SAR点目标脉冲响应函数
附录C 英文缩写词对照表
【参考文献】：
期刊论文
[1]低频圆周SAR系统设计与试验验证[J]. 张佳佳,姚佰栋,孙龙,江凯. 电子技术与软件工程. 2017(15)
[2]压缩感知曲线SAR孔径优化和目标三维特征提取[J]. 何峰,杨阳,董臻,梁甸农. 国防科技大学学报. 2015(04)
[3]SAR层析成像技术的发展和展望[J]. 庞礴,代大海,邢世其,王雪松,刘庆富. 系统工程与电子技术. 2013(07)
[4]多维度合成孔径雷达成像概念[J]. 吴一戎. 雷达学报. 2013(02)
[5]圆轨迹SAR快速成像处理[J]. 刘燕,吴元,孙光才,邢孟道. 电子与信息学报. 2013(04)
[6]圆迹SAR成像技术研究进展[J]. 洪文. 雷达学报. 2012(02)
[7]一种适用于机载SAR的改进PACE自聚焦算法[J]. 薛国义,周智敏,安道祥. 电子与信息学报. 2008(11)
博士论文
[1]SAR/PolSAR图像建筑物信息提取技术研究[D]. 项德良.国防科学技术大学 2016
[2]一站固定式低频双站SAR高分辨率成像处理技术研究[D]. 谢洪途.国防科学技术大学 2015
[3]重轨低频超宽带干涉合成孔径雷达关键技术研究[D]. 许军毅.国防科学技术大学 2015
[4]无人机载微型SAR高分辨成像技术研究[D]. 贾高伟.国防科学技术大学 2015
[5]雷达图像目标特征提取方法研究[D]. 李飞.西安电子科技大学 2014
[6]人造目标极化雷达三维成像理论与方法研究[D]. 邢世其.国防科学技术大学 2012
[7]SAR层析与差分层析成像技术研究[D]. 孙希龙.国防科学技术大学 2012
[8]单/双通道低频SAR/GMTI技术研究[D]. 范崇祎.国防科学技术大学 2012
[9]UWB SAR叶簇隐蔽目标变化检测技术研究[D]. 王广学.国防科学技术大学 2012
[10]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
硕士论文
[1]圆迹SAR系统DEM提取及运动补偿技术研究[D]. 吴琦.南京邮电大学 2017
[2]圆迹SAR快速高精度极坐标格式成像算法研究[D]. 查鹏.上海交通大学 2015
[3]圆周SAR成像算法及相关技术研究[D]. 田甲申.电子科技大学 2013
[4]线阵及圆周SAR三维成像算法研究[D]. 吴堃.电子科技大学 2012
[5]圆周SAR三维成像技术研究[D]. 王本君.电子科技大学 2012
本文编号：3037503
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/3037503.html
