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机载高分辨率合成孔径雷达运动补偿研究

合成孔径雷达(SAR)是一种提供高分辨率地貌图像的技术。它在经济、科学研究和军事领域都有广阔的应用前景。SAR的一个主要研究方向就是不断提高分辨率,尤其在军事应用上,高分辨率尤其重要。SAR要求天线相位中心的运动状态为匀速直线运动,但对机载SAR而言,载机所受的大气扰动会使APC偏离理想运动状态,从而产生运动误差,造成图象质量下降,分辨率降低。因此,运动补偿是高分辨率SAR实现的重要环节。SAR成像算法是运动补偿研究的基础。首先,本文根据脉冲压缩原理,从方位向分辨率和距离向分辨率的角度阐述了合成孔径雷达原理,并在此基础上,详细介绍了经典的R-D成像算法,作为运动补偿研究的算法基础。SAR运动误差补偿研究的第一步必须了解机载平台的运动误差。本文在第二章详细分析了载机平台的平移运动误差,将其分为地速方向误差和视线方向误差,并建立两个方向上运动误差模型,根据此模型,研究运动误差对成像质量(积分旁瓣比,分辨率等)的影响规律,并得出运动误  (本文共80页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院研究生院(电子学研究所)
中国科学院研究生院(电子学研究所)

机载合成孔径雷达运动补偿研究

高分辨率成像是机载合成孔径雷达(SAR)的一个重要发展方向。目前,各发达国家正在争先研制具有高分辨率的机载SAR系统。SAR的模式和相应的成像算法是实现高分辨率机载SAR成像的主要方面,但是随着分辨率要求的提高,运动补偿方面几乎成为了制约机载SAR分辨率提高的决定因素。运动补偿技术是实现高分辨率机载SAR成像的关键。研究高分辨率机载SAR成像必须展开对运动补偿方面的深入研究。本文主要做了以下几部分工作。第一,在分析了SAR的基本理论和信号模型的基础上,对机载SAR的几何关系作了描述并推导了运动补偿的基本方法,分析了载机飞行过程中的非理想因素引起的运动误差所导致的回波信号相位误差的主要形式及其对SAR成像结果的影响;第二,由于经过运动传感器补偿后的数据仍然存在残留误差,基于雷达数据本身的运动补偿算法有助于消除此项误差,所以本文接下来主要研究了基于雷达回波数据的运动补偿算法,重点是对MD、PD、最大对比度和PGA算法等几种自聚焦算法...  (本文共88页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院研究生院(电子学研究所)
中国科学院研究生院(电子学研究所)

机载SAR实时成像处理算法的研究

合成孔径雷达最大的优点就是可以全天候,全天时的对目标进行监测,无论在军事还是在民用中都有着广范的应用。高分辨率机载SAR成像的实时化和实用化同样有着非常重要的意义。论文分析了高分辨率下距离徙动对自聚焦的影响,在RD算法的基础上提出了一种基于距离门限制的频移相关自聚焦方法。该方法减小了距离徙动对自聚焦的影响,降低了计算量,提高了估计精度,仿真和实际数据均验证了该算法的有效性,适合实时成像。论文通过对大量高分辨率机载SAR雷达回波数据的处理,总结了影响PGA精度和迭代次数的主要因素,将PGA算法、SACGS算法与RD算法结合,提出了一种不需迭代的实时PGA方法。该方法降低了对运动初始参数精度的要求,同时采用特殊的线性调频信号判别准则,进一步提高了实时PGA方法的估计精度。论文提出了一种简单快速的大斜视角的实时成像方案。通过对斜视SAR特点的分析,在不影响成像效果的前提下,解决了斜视中的实时拼图、方位聚集深度以及方位频谱倾斜所造成的频...  (本文共122页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院研究生院(电子学研究所)
中国科学院研究生院(电子学研究所)

高分辨率SAR成像算法及实时处理技术的研究

成像作为雷达的一个新的功能在国内外已被广泛应用,它具有全天时,全天候的特点,可以大大提高雷达的信息获取能力,其对军用和民用均有重要的使用价值。随着近年来微电子技术和计算机技术的高速发展,使得高分辨率SAR成像技术成为国内外研究的热点之一。高分辨率SAR成像技术是SAR的一个重要研究方向,本论文力图深入研究高分辨率SAR成像技术和运动补偿技术,给出了能够获得高质量雷达图像的高分辨率成像及运动补偿的算法。本文首先分析了限制传统条带SAR系统空间分辨率提高的因素,并结合SAR高分辨率成像的原理,详细分析了提高SAR系统空间分辨率的方法,提出了一种新颖的SAR工作模式——滑动模式,并且给出了滑动模式和传统的条带模式和聚束模式的关系。本文通过对高分辨率SAR系统的回波信号数学模型进行了详尽的分析,介绍了SAR成像的常用算法:CS、波数域、极坐标算法。分析了波前曲率效应对极坐标算法的影响,介绍了一种可以校正波前曲率的极坐标算法。详细的分析了...  (本文共154页) 本文目录 | 阅读全文>>

武汉理工大学
武汉理工大学

机载合成孔径雷达的运动补偿研究

合成孔径雷达(SAR)是20世纪最先进的工程发明之一。它能全天时、全天候、远距离提供高分辨雷达图像,不但对国防技术领域有重要的军事意义,而且对农林业、地质学、海洋生态学等民用领域具有现实的研究意义。SAR是以“合成孔径” 原理和脉冲压缩技术为理论基础,以信号处理和精确运动补偿为前提条件的高分辨率成像雷达。SAR的载机在飞行过程中,不可避免地会偏离理想运动状态产生运动误差,直接引起雷达回波信号的相位误差,损害成像分辨率。因此必须对其误差进行补偿校正,消除对图像质量的影响,从而达到高分辨成像目的。研究机载SAR运动补偿涉及众多的硬/软件,是目前国内外研究的前沿热门课题。由于可参考的技术资料甚少,研究有一定的难度。本研究以国防“十五”预研项目“‘3S’集成技术在雷达中的应用研究”为依托,并进行了实际调查,如去陕西阎良机场参加雷达机上现场数据采集;去SAR的研制单位考查;与清华有关学者探讨等。在此基础上对机载SAR运动补偿从理论到实现...  (本文共61页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院电子学研究所
中国科学院电子学研究所

高分辨率机载SAR信号处理研究

综合孔径雷达(SAR)是自五十年代发展起来的一种新型对地观测手段,获取高分辨率和超高分辨率机载SAR图像是当今SAR发展的重要方向之一。本文主要了研究SAR信号处理中的两部分内容:成像算法和自聚焦算法。并把它们应用于处理实际数据,得到了正确结果。首先引言从多个角度解释SAR的基本概念,介绍SAR的特点和应用。论文第二章从脉冲压缩和合成孔径天线角度对SAR的基本原理进行分析。第三章在基本原理的基础上给出成像算法的具体实现步骤,结合中科院电子所的L-SAR数据,计算了合成孔径雷达的距离向分辨率和方位向分辨率。经成像处理后得出雷达图像。理想情况下,SAR回波多普勒信号是线性调频信号,采用合成孔径原理提高方位向成像分辨率。然而,在实际系统中,回波信号总存在着不受欢迎的相位误差。本文详细分析了相位误差对机载SAR图像的影响,这些相位误差在成像处理中将以各种形式降低图像的质量,如几何畸变、分辨率降低、对比度下降、出现虚假目标以及信噪比降低等...  (本文共93页) 本文目录 | 阅读全文>>