基于地球同步轨道照射源的双基地SAR成像算法研究
发布时间：2021-11-02 21:12
双基SAR通过将SAR系统的发射和接收分系统分置于空间的不同平台上,配置灵活,不仅可以远发近收,提高接收机隐蔽性和安全性,还可以通过设计合理的构型,提供接收机前视成像的条件,弥补单基SAR不能对目标区域进行二维成像的缺陷。而地球同步轨道SAR具有重访时间短、波束覆盖面积大、抗打击和抗摧毁能力强等优点,因而,利用地球同步轨道SAR作为照射源,将接收机承载于不同的平台形成双基SAR系统,便能同时具有地球同步轨道SAR和双基SAR的优势。针对地球同步轨道SAR作为照射源、低轨卫星和导弹作为接收平台,本文开展了这两种双基SAR体制的成像算法研究。主要研究内容如下:1.以空间坐标系及其转换关系为基础,在考虑地球自转和卫星轨道的情况下,对基于地球同步轨道照射源的高低轨双基SAR、基于地球同步轨道照射源的星弹双基SAR的信号发射和接收过程分别进行了分析,推导出不同双基模式下的双程斜距历史,并建立了不同双基模式的回波模型,为成像算法的研究提供理论依据。2.针对基于地球同步轨道照射源的高低轨双基SAR,分别提出了改进的NCS成像算法、扩展场景成像算法和基于MSR频谱的ωk成像算法。改进的NCS成像算法直...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
高低轨双基SAR几何模型
电子科技大学硕士学位论文RL=Re2(Rp+hscen)2Re2sin2Φ+(Rp+hscen)2cos2Φ(2-16)其中，Re为地球赤道半径，Rp为地球极半径，Re略大于Rp，hscen为场景高度。接下来要计算场景中心到低轨卫星的距离R。设低轨卫星波束下视角为θL，地心张角为α，则相关参数构成的几何关系如图2-2所示。图2-2场景中心与天线相位中心的关系根据正弦定理，有：RLsinθL=aLEOsin(πθLα)(2-17)RLsinθL=Rsinα(2-18)可解得：R=RLsin(arcsin(aLEOsinθLRL)θL)sinθL(2-19)设(xe,ye,ze)′为低轨卫星天线相位中心在平台坐标系中的坐标，此时场景中心在天线坐标系中的坐标为(0,R,0)′，将其转换到地固坐标系下，转换步骤可以分为16
电子科技大学硕士学位论文图2-3基于GEO照射源的弹载平飞模式双基SAR几何模型则导弹在任意时刻t的坐标Pmis(t)为：Pmis(t)=(xmis,ymis,zmis)′=Pmis0+vmist(2-32)设场景中任意点目标P的位置矢量为PP=(xP,yP,zP)′，则在任意时刻t，点目标P到导弹的距离为：Rmis(t;P)=→Pmis(t)→PP(t)=√(xmisxP)2+(ymisyP)2+(zmiszP)2(2-33)则在t时刻，点目标P的双程斜距R(t;P)为：R(t;P)=RGEO(t;P)+Rmis(t;P)(2-34)2.4.1.3回波信号设高轨卫星发射线性调频信号，为了将回波信号表示为二维信号，定义距离向电磁波从雷达发射平台到采样点，再从采样点反射到接收平台的时间为τ，方位向的脉冲时间为t，则导弹在τt域接收到的去载频后的点目标P的回波信号为：s(τ,t;P)=wr[τR(t;P)c]wa[t]exp{jπKr[τR(t;P)c]2}exp{j2πfcR(t;P)c}(2-35)其中，其中wr[·]为雷达线性调频信号的窗函数，wa[·]为方位向窗函数，τ为快时间，t为慢时间，c为电磁波传播速度，Kr为信号调频率。20
【参考文献】：
期刊论文
[1]高低轨异构双基地SAR改进CS成像算法[J]. 王跃锟,索志勇,李真芳,张金强,张庆君. 西安电子科技大学学报. 2018(05)
[2]地球同步轨道SAR方位空变校正方法[J]. 陈溅来,张锐,孙光才,景国彬,邢孟道. 西安电子科技大学学报. 2016(05)
[3]地球同步轨道SAR曲线轨迹二维空间分辨率分析[J]. 陈溅来,李震宇,杨军,孙光才,邢孟道. 西安电子科技大学学报. 2015(01)
[4]弹载SAR发展趋势及其关键技术[J]. 蔡爱民,俞根苗,郑陶冶,齐子国,黄丰生. 飞航导弹. 2013(09)
[5]基于椭圆轨道的Geo-SAR精确多普勒参数解析计算方法[J]. 赵秉吉,齐向阳,宋红军,韩晓磊. 电子与信息学报. 2012(11)
[6]地球同步轨道SAR曲线轨迹模型下的改进CS成像算法[J]. 包敏,周鹏,保铮,李亚超,邢孟道,王万林. 电子与信息学报. 2011(11)
[7]地球同步轨道星载SAR多普勒特性分析[J]. 郑经波,宋红军,尚秀芹,吴勇. 电子与信息学报. 2011(04)
[8]一种精确的地球同步轨道SAR成像聚焦方法[J]. 胡程,刘志鹏,曾涛,符蓓蓓,朱宇. 兵工学报. 2010(S2)
[9]一种同步轨道星机双基SAR成像方法[J]. 袁媛,袁昊,雷玲,李景文. 雷达科学与技术. 2007(02)
硕士论文
[1]基于GEO SAR的高低轨异构平台协同成像研究[D]. 程瑶.电子科技大学 2018
本文编号：3472382
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
高低轨双基SAR几何模型
电子科技大学硕士学位论文RL=Re2(Rp+hscen)2Re2sin2Φ+(Rp+hscen)2cos2Φ(2-16)其中，Re为地球赤道半径，Rp为地球极半径，Re略大于Rp，hscen为场景高度。接下来要计算场景中心到低轨卫星的距离R。设低轨卫星波束下视角为θL，地心张角为α，则相关参数构成的几何关系如图2-2所示。图2-2场景中心与天线相位中心的关系根据正弦定理，有：RLsinθL=aLEOsin(πθLα)(2-17)RLsinθL=Rsinα(2-18)可解得：R=RLsin(arcsin(aLEOsinθLRL)θL)sinθL(2-19)设(xe,ye,ze)′为低轨卫星天线相位中心在平台坐标系中的坐标，此时场景中心在天线坐标系中的坐标为(0,R,0)′，将其转换到地固坐标系下，转换步骤可以分为16
电子科技大学硕士学位论文图2-3基于GEO照射源的弹载平飞模式双基SAR几何模型则导弹在任意时刻t的坐标Pmis(t)为：Pmis(t)=(xmis,ymis,zmis)′=Pmis0+vmist(2-32)设场景中任意点目标P的位置矢量为PP=(xP,yP,zP)′，则在任意时刻t，点目标P到导弹的距离为：Rmis(t;P)=→Pmis(t)→PP(t)=√(xmisxP)2+(ymisyP)2+(zmiszP)2(2-33)则在t时刻，点目标P的双程斜距R(t;P)为：R(t;P)=RGEO(t;P)+Rmis(t;P)(2-34)2.4.1.3回波信号设高轨卫星发射线性调频信号，为了将回波信号表示为二维信号，定义距离向电磁波从雷达发射平台到采样点，再从采样点反射到接收平台的时间为τ，方位向的脉冲时间为t，则导弹在τt域接收到的去载频后的点目标P的回波信号为：s(τ,t;P)=wr[τR(t;P)c]wa[t]exp{jπKr[τR(t;P)c]2}exp{j2πfcR(t;P)c}(2-35)其中，其中wr[·]为雷达线性调频信号的窗函数，wa[·]为方位向窗函数，τ为快时间，t为慢时间，c为电磁波传播速度，Kr为信号调频率。20
【参考文献】：
期刊论文
[1]高低轨异构双基地SAR改进CS成像算法[J]. 王跃锟,索志勇,李真芳,张金强,张庆君. 西安电子科技大学学报. 2018(05)
[2]地球同步轨道SAR方位空变校正方法[J]. 陈溅来,张锐,孙光才,景国彬,邢孟道. 西安电子科技大学学报. 2016(05)
[3]地球同步轨道SAR曲线轨迹二维空间分辨率分析[J]. 陈溅来,李震宇,杨军,孙光才,邢孟道. 西安电子科技大学学报. 2015(01)
[4]弹载SAR发展趋势及其关键技术[J]. 蔡爱民,俞根苗,郑陶冶,齐子国,黄丰生. 飞航导弹. 2013(09)
[5]基于椭圆轨道的Geo-SAR精确多普勒参数解析计算方法[J]. 赵秉吉,齐向阳,宋红军,韩晓磊. 电子与信息学报. 2012(11)
[6]地球同步轨道SAR曲线轨迹模型下的改进CS成像算法[J]. 包敏,周鹏,保铮,李亚超,邢孟道,王万林. 电子与信息学报. 2011(11)
[7]地球同步轨道星载SAR多普勒特性分析[J]. 郑经波,宋红军,尚秀芹,吴勇. 电子与信息学报. 2011(04)
[8]一种精确的地球同步轨道SAR成像聚焦方法[J]. 胡程,刘志鹏,曾涛,符蓓蓓,朱宇. 兵工学报. 2010(S2)
[9]一种同步轨道星机双基SAR成像方法[J]. 袁媛,袁昊,雷玲,李景文. 雷达科学与技术. 2007(02)
硕士论文
[1]基于GEO SAR的高低轨异构平台协同成像研究[D]. 程瑶.电子科技大学 2018
本文编号：3472382
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