改进高机动平台曲线轨迹SAR频域成像算法研究

发布时间：2022-09-28 12:59

　　合成孔径雷达（SAR）成像以其超远视距、夜间工作、穿云透雾等特性,以及对空间、辐射的高分辨能力,而一直受到国内外学者的深入研究。由于具有实现简单、运算量低、成像效率高以及便于结合基于回波数据的运动补偿算法等优点,SAR频域成像算法是工程应用的首选。相比于传统算法,高机动平台曲线轨迹SAR频域成像算法必须具备高精度、高实时、强适应等特性,这使得常规算法不再满足应用需求。本文以高机动平台SAR成像技术应用需求与发展前景为目的,针对高机动平台曲线轨迹SAR频域成像中的成像模型建立、参数优化设计、空变校正、斜地转换、运动补偿等关键问题展开研究,提出以“高次相位滤波频域聚焦-三级运动补偿-快速斜地转换”为核心的改进高机动平台曲线轨迹SAR频域实时成像算法。论文的主要内容概括为以下四个部分:第二章:首先通过SAR成像几何构型,并结合高机动平台运动特性,建立了通用化斜距模型与子孔径SAR成像模型;同时,讨论了传统“一步一停”近似模型对于高机动平台的适用性,并推导出近似条件不成立时的补偿方法。最后,本章分析了高机动平台曲线轨迹特性、SAR回波信号时频特性以及大加速度对SAR信号的影响,并通过数学仿真数... 

【文章页数】：144 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文研究内容安排
第二章 高机动平台曲线轨迹SAR成像模型
    2.1 引言
    2.2 高机动平台曲线轨迹SAR成像模型
        2.2.1 成像几何构型
        2.2.2 通用化斜距模型
        2.2.3“一步一停”模型的讨论
    2.3 高机动平台曲线轨迹SAR回波信号特性分析
        2.3.1 回波多普勒特性
        2.3.2 大加速度的影响
    2.4 本章小结
第三章 高机动平台曲线轨迹SAR成像参数优化设计
    3.1 引言
    3.2 地距平面成像幅宽
        3.2.1 地距平面波束覆盖区
        3.2.2 地距平面成像幅宽
    3.3 工作时序约束与脉冲重复频率优化设计
        3.3.1 工作时序约束
        3.3.2 设计重频过高时的考虑
    3.4 空间分辨特性与信号参数最优化设计
        3.4.1 地距平面分辨特性
        3.4.2 信号参数最优化设计
    3.5 仿真数据处理实验
    3.6 本章小结
第四章 改进高机动平台曲线轨迹SAR频域成像算法
    4.1 引言
    4.2 基于频域高次相位滤波的斜距平面成像算法
        4.2.1 成像原理
        4.2.2 方位拓展
        4.2.3 方位聚焦深度
        4.2.4 几何形变
    4.3 基于“点对点”反向投影的快速斜地转换算法
        4.3.1 斜地转换原理
        4.3.2 斜地转换流程
    4.4 仿真数据处理实验
    4.5 本章小结
第五章 改进高机动平台曲线轨迹SAR三级运动补偿
    5.1 引言
    5.2 基于INS测量数据的运动补偿
        5.2.1 姿态误差分析与补偿方法
        5.2.2 位置误差分析与补偿方法
        5.2.3 INS测量数据特性
    5.3 基于多普勒参数估计的运动补偿
        5.3.1 多普勒中心估计与补偿
        5.3.2 多普勒调频率估计与补偿
    5.4 基于快速加权相位梯度自聚焦的运动补偿
        5.4.1 相位误差模型
        5.4.2 距离有效区提取
        5.4.3 截取窗长计算
        5.4.4 样本初选与提纯
        5.4.5 样本加权与相位梯度估计
        5.4.6 快速计算相位误差
        5.4.7 算法运算量分析
    5.5 实测数据处理实验
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文工作总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]一种高轨SAR带宽与合成孔径时间的设计方法[J]. 刘文康,孙光才,陈溅来,邢孟道.  西安电子科技大学学报. 2017(05)
[2]弹载下降段大前斜聚束SAR成像时序设计[J]. 邓欢,李亚超,全英汇,邢孟道.  系统工程与电子技术. 2016(05)
[3]一种俯冲段子孔径SAR大斜视成像及几何校正方法[J]. 李震宇,梁毅,邢孟道,保铮.  电子与信息学报. 2015(08)
[4]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)
[5]基于分辨椭圆的前斜SAR分辨率分析方法[J]. 龙杰,姚迪,孙英钦,田卫明.  电子学报. 2013(12)
[6]基于SPECAN处理的斜视SAR实时成像算法及其FPGA实现[J]. 李学仕,梁毅,李蓓蕾,邢孟道,张亢.  系统工程与电子技术. 2011(12)
[7]俯冲加速运动状态下SAR信号分析及运动补偿[J]. 房丽丽,王岩飞.  电子与信息学报. 2008(06)
[8]弹载SAR实时信号处理研究[J]. 贺知明,朱江,周波.  电子与信息学报. 2008(04)
[9]成像精确制导技术分析与研究[J]. 黄世奇,禹春来,刘代志,钱昌松.  导弹与航天运载技术. 2005(05)
[10]合成孔径雷达导引头技术[J]. 高烽.  制导与引信. 2004(01)

博士论文
[1]机动平台SAR大斜视成像算法研究[D]. 李震宇.西安电子科技大学 2017
[2]高速机动平台SAR成像算法及运动补偿研究[D]. 周松.西安电子科技大学 2013
[3]弹载合成孔径雷达成像技术研究[D]. 李悦丽.国防科学技术大学 2008



本文编号：3681709