复杂轨迹SAR成像算法研究与信号处理机实现

发布时间：2024-02-25 17:07

　　复杂轨迹合成孔径雷达(Complex Trajectory Synthetic Aperture Radar,CTSAR)可以适应雷达平台各个方向的运动,在导航、搜索等领域有着巨大应用前景。由于复杂轨迹的不确定性,导致SAR成像处理时要对雷达平台各个方向的运动进行补偿,成像算法运算复杂,实时处理时较为困难。本文针对复杂轨迹SAR实时信号处理的应用需求,分析了现有复杂轨迹SAR成像算法,提出重频自适应方法以消除雷达平台沿航迹方向速度变化导致的非均匀采样,并结合PFA算法给出成像步骤。围绕成像算法设计了信号处理机系统,实现算法的实时处理并进行实际场景成像实验。主要研究内容如下:1、基于复杂轨迹SAR成像建立了几何结构,推导出回波模型并分析回波特性。提出重频自适应方法,推导了重频自适应后的回波模型并对回波的多普勒特性进行分析。将重频自适应方法与PFA算法进行结合,给出成像步骤并通过仿真进行验证。2、针对复杂轨迹SAR成像数据量大且运算复杂的特点,以FPGA+DSP为计算核心设计了基于VPX架构的信号处理机系统。统计了算法的运算量大小,以算法的运算量选择了FPGA和DSP的具体型号,以算法对内...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1美国UAV-SAR及其成像效果

第一章绪论3全天候高精度定位。通过卡尔曼滤波方法融合GPS定位数据和惯性导航系统数据，以消除惯性导航系统的累计误差，提升了雷达平台运动偏差的测量精度。由于测量精度有限只依靠测量运动误差进行运动补偿，往往会残留相位误差无法矫正。针对复杂轨迹SAR成像，通常结合测量运动误差和回波数据....

图1-2国内机载SAR成像结果

电子科技大学硕士学位论文4图1-2国内机载SAR成像结果1.2.2SAR成像处理系统早期雷达信号通过傅里叶光学原理进行数字信号处理。进入21世纪以来半导体集成技术的取得了突飞猛进的进步，最先进的半导体工艺水平已经发展到5nm水平，使得通过计算芯片进行SAR信号处理成为了现实。信号....

图2-3速度曲线

电子科技大学硕士学位论文10陀螺仪和加速度计分别测得的载体角速度和加速度信息并送到导航计算机进行预处理，然后运用卡尔曼滤波技术将SINS和GPS的信息融合起来，提高导航系统的精度，并得到载体飞行过程中的航向角α、俯仰角θ和滚动角γ等。信号处理机获得雷达平台高精度的位置信息后，控制....

图2-4采样间隔分布

电子科技大学硕士学位论文10陀螺仪和加速度计分别测得的载体角速度和加速度信息并送到导航计算机进行预处理，然后运用卡尔曼滤波技术将SINS和GPS的信息融合起来，提高导航系统的精度，并得到载体飞行过程中的航向角α、俯仰角θ和滚动角γ等。信号处理机获得雷达平台高精度的位置信息后，控制....

本文编号：3910627