电离层对星载SAR成像质量影响和校正方法研究
发布时间：2021-01-19 01:39
由于背景电离层的色散特性和电离层不规则体的随机起伏特性,低频星载合成孔径雷达（SAR）信号在穿过电离层时会受到不可忽视的影响。当雷达工作频率减小、带宽增大、电离层活动剧烈时,星载SAR的成像性能就越容易受到电离层的影响,严重时会完全散焦。因此,电离层的存在会严重干扰和限制星载SAR的工作性能和应用范围。针对这一问题,本文重点讨论了电离层对星载SAR成像的影响机理及对应的校正研究,包括背景电离层和电离层闪烁（即不规则体）的影响及补偿措施。在我国对低频星载SAR系统日益强烈需求的大背景下,本文的研究工作具有重要的理论意义和应用价值。论文的主要工作和创新性成果如下：1.针对背景电离层,结合实际电离层信息和点目标仿真,分析了其对星载SAR成像的影响,包括距离向和方位向的图像平移和散焦问题。对于距离向,除了现有文献已分析的图像偏移和脉冲展宽外,对脉压后的不对称畸变也做了相应讨论和评估。分析结果表明,随着载频的降低、总的电子含量和带宽的增大,背景电离层对距离向成像的影响较大,会大大降低图像的分辨率和精度要求。对于方位向,基于实际TEC的水平梯度分析了方位向的图像平移和散焦问题,发现背景电离层对方位...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：146 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１光波段与低频微波波段穿透性示意图??另外，结合低频良好的穿透性和宽带ＳＡＲ系统的高分辨率特性，利用化频宽?？??
（引自；ｈｔｔｐ：／／＼ｖｗｗ．ｅｏｒｃ．ｊａｘａ’ｊｐ／ＡＬＯＳ／ｅｎ／ｍｄｅｘ．ｈｔｍ）??进入二十一世Ｗ来，星载ＳＡＲ的发展呈现出百花争鸣的态势，除了传统的科??技强国之外，色列ｔＷ、印度ＰＳ、阿根廷Ｉ３３１、韩国及中国Ｐｇ都相继发射了本??国第一颗星载ＳＡＲ卫星。随着全球气候的急剧变化Ｌ义及重大自然灾害的频繁发生，??利用星载合成孔径雷达监测全球环境和碳循环变化受到了各国科学家的重视。这??其中，为了履行《京都议定书》，日本在２００６年和２０１４年分别发射了第一代和第??二代ＰＡＬＳＡＲ卫星，工作于Ｌ波段的ＰＡＬＳＡＲ主要任务是为全球的碳循环和环境??
?第一章绪论???的色散特性，由于电离层ＴＥＣ值与回波的时延和相位均有关系，通过测量ＧＰＳ两??个频点的伪距（电离层引起的附加时延巧日载波相位（电离层引起的附加相位）信息，??即可分别计算出电离层绝对ＴＥＣ值和相对ＴＥＣ值。这也为后续进行电离层层析成??像提供了基础数据支撑。ＧＰＳ接收机硬件系统如图１．４所示，包括接收系统和接收??天线，表１．３列出了其主要技术指标。??表１．２电离层测高仪主要技术指标??工作频率范围?１ＭＨＺ－３２ＭＨＺ??探测高度范围?８０－７２０ｋｍ???高度分辨率?２．５ｋｍ???整机功耗?＜５００Ｗ???使用环境?－ｌ〇ｒ－４５°Ｃ???相对湿度??２０％－９５％??－
【参考文献】：
期刊论文
[1]星载P波段SAR电离层效应的双频校正方法[J]. 赵宁,谈璐璐,张永胜,董臻,李景文,葛家龙. 雷达科学与技术. 2013(03)
[2]星载SAR成像处理算法综述[J]. 李春升,杨威,王鹏波. 雷达学报. 2013(01)
[3]圆迹SAR成像技术研究进展[J]. 洪文. 雷达学报. 2012(02)
[4]一种基于有源定标器的电离层对星载SAR定标影响校正方法[J]. 李亮,洪峻,明峰,梁维斌. 电子与信息学报. 2012(05)
[5]星载SAR遥感图像反演海洋大气边界层高度[J]. 范开国,黄韦艮,贺明霞,傅斌,施英妮. 地球物理学报. 2012(04)
[6]电离层对P波段星载SAR信号距离特性的影响[J]. 孟喆,刘光炎. 现代雷达. 2012(02)
[7]无线电信号传播的多相位屏数学模型及数值模拟[J]. 洪振杰,胡洪晓. 上海大学学报(自然科学版). 2006(01)
[8]对比度最优与子孔径相关自聚焦算法的比较[J]. 康雪艳,杨汝良. 测试技术学报. 2003(01)
[9]利用对比度最大化实现SAR图像自聚焦[J]. 武昕伟,朱兆达. 现代雷达. 2002(03)
[10]VHF/UHF波段星载SAR电离层效应研究[J]. 赵万里,梁甸农,周智敏. 电波科学学报. 2001(02)
博士论文
[1]P波段全极化SAR数据处理方法研究[D]. 夏东坤.中国科学技术大学 2011
[2]雷达与光学遥感结合在森林净初级生产力研究中应用[D]. 王臣立.中国科学院研究生院（遥感应用研究所） 2006
[3]基于RS和GIS东北天然林区域森林生物量及碳贮量估测研究[D]. 邢艳秋.东北林业大学 2005
[4]电离层对卫星信号传播及其性能影响的研究[D]. 许正文.西安电子科技大学 2005
[5]新型迭代图像重建算法的理论研究和实现[D]. 高欣.浙江大学 2004
本文编号：2986077
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：146 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１光波段与低频微波波段穿透性示意图??另外，结合低频良好的穿透性和宽带ＳＡＲ系统的高分辨率特性，利用化频宽?？??
（引自；ｈｔｔｐ：／／＼ｖｗｗ．ｅｏｒｃ．ｊａｘａ’ｊｐ／ＡＬＯＳ／ｅｎ／ｍｄｅｘ．ｈｔｍ）??进入二十一世Ｗ来，星载ＳＡＲ的发展呈现出百花争鸣的态势，除了传统的科??技强国之外，色列ｔＷ、印度ＰＳ、阿根廷Ｉ３３１、韩国及中国Ｐｇ都相继发射了本??国第一颗星载ＳＡＲ卫星。随着全球气候的急剧变化Ｌ义及重大自然灾害的频繁发生，??利用星载合成孔径雷达监测全球环境和碳循环变化受到了各国科学家的重视。这??其中，为了履行《京都议定书》，日本在２００６年和２０１４年分别发射了第一代和第??二代ＰＡＬＳＡＲ卫星，工作于Ｌ波段的ＰＡＬＳＡＲ主要任务是为全球的碳循环和环境??
?第一章绪论???的色散特性，由于电离层ＴＥＣ值与回波的时延和相位均有关系，通过测量ＧＰＳ两??个频点的伪距（电离层引起的附加时延巧日载波相位（电离层引起的附加相位）信息，??即可分别计算出电离层绝对ＴＥＣ值和相对ＴＥＣ值。这也为后续进行电离层层析成??像提供了基础数据支撑。ＧＰＳ接收机硬件系统如图１．４所示，包括接收系统和接收??天线，表１．３列出了其主要技术指标。??表１．２电离层测高仪主要技术指标??工作频率范围?１ＭＨＺ－３２ＭＨＺ??探测高度范围?８０－７２０ｋｍ???高度分辨率?２．５ｋｍ???整机功耗?＜５００Ｗ???使用环境?－ｌ〇ｒ－４５°Ｃ???相对湿度??２０％－９５％??－
【参考文献】：
期刊论文
[1]星载P波段SAR电离层效应的双频校正方法[J]. 赵宁,谈璐璐,张永胜,董臻,李景文,葛家龙. 雷达科学与技术. 2013(03)
[2]星载SAR成像处理算法综述[J]. 李春升,杨威,王鹏波. 雷达学报. 2013(01)
[3]圆迹SAR成像技术研究进展[J]. 洪文. 雷达学报. 2012(02)
[4]一种基于有源定标器的电离层对星载SAR定标影响校正方法[J]. 李亮,洪峻,明峰,梁维斌. 电子与信息学报. 2012(05)
[5]星载SAR遥感图像反演海洋大气边界层高度[J]. 范开国,黄韦艮,贺明霞,傅斌,施英妮. 地球物理学报. 2012(04)
[6]电离层对P波段星载SAR信号距离特性的影响[J]. 孟喆,刘光炎. 现代雷达. 2012(02)
[7]无线电信号传播的多相位屏数学模型及数值模拟[J]. 洪振杰,胡洪晓. 上海大学学报(自然科学版). 2006(01)
[8]对比度最优与子孔径相关自聚焦算法的比较[J]. 康雪艳,杨汝良. 测试技术学报. 2003(01)
[9]利用对比度最大化实现SAR图像自聚焦[J]. 武昕伟,朱兆达. 现代雷达. 2002(03)
[10]VHF/UHF波段星载SAR电离层效应研究[J]. 赵万里,梁甸农,周智敏. 电波科学学报. 2001(02)
博士论文
[1]P波段全极化SAR数据处理方法研究[D]. 夏东坤.中国科学技术大学 2011
[2]雷达与光学遥感结合在森林净初级生产力研究中应用[D]. 王臣立.中国科学院研究生院（遥感应用研究所） 2006
[3]基于RS和GIS东北天然林区域森林生物量及碳贮量估测研究[D]. 邢艳秋.东北林业大学 2005
[4]电离层对卫星信号传播及其性能影响的研究[D]. 许正文.西安电子科技大学 2005
[5]新型迭代图像重建算法的理论研究和实现[D]. 高欣.浙江大学 2004
本文编号：2986077
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