機(jī)載高分辨聚束SAR成像及運動補(bǔ)償算法研究.pdf_第1頁
已閱讀1頁,還剩122頁未讀, 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡介

1、合成孔徑雷達(dá)(SAR)是一種主動式的微波成像系統(tǒng),具有全天時、全天候,遠(yuǎn)距離成像的特點,在較低頻段工作時,能夠穿透植被、地表等覆蓋物并發(fā)現(xiàn)隱藏目標(biāo)。SAR不僅在廣域監(jiān)視、戰(zhàn)場偵察等軍事領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價值,而且逐步成為地形測繪、環(huán)境監(jiān)測、災(zāi)害評估等民用領(lǐng)域的重要手段。機(jī)載聚束SAR具有靈活性強(qiáng)、重訪率高、易于實時處理等優(yōu)點,能夠突破天線波束寬度對方位分辨率的限制,獲得高分辨率SAR圖像,因而得到了廣泛應(yīng)用。
  由于受到大氣湍流、

2、平臺自身抖動等因素影響,機(jī)載SAR運動軌跡變化劇烈,為獲取高分辨率SAR圖像,必須進(jìn)行高精度運動補(bǔ)償。受平臺載荷、試驗成本等因素的限制,機(jī)載SAR一般只配備中等或低等精度的慣性導(dǎo)航系統(tǒng),遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到高分辨SAR成像所需的波長量級誤差補(bǔ)償精度要求。這時,需采用基于數(shù)據(jù)自適應(yīng)的精確運動補(bǔ)償方法。
  圍繞國家自然科學(xué)基金、中央高?;究蒲袠I(yè)務(wù)費專項資金、國家高技術(shù)研究與發(fā)展計劃等項目,本文以快速時域成像算法和極坐標(biāo)格式算法(PFA)為基

3、礎(chǔ),針對機(jī)載高分辨聚束SAR成像及運動補(bǔ)償技術(shù)中的關(guān)鍵問題展開研究,主要工作包括以下四個部分:
  基于斜視聚束模式下的SAR數(shù)據(jù)采集幾何和信號模型,第二章分別介紹了以快速后向投影算法、快速分解后向投影算法為代表的快速時域成像算法和以距離徙動類算法、PFA為代表的插值類頻域算法,分別討論了以上各種算法的基本思想、處理過程以及優(yōu)缺點,并分析了它們與自聚焦算法相結(jié)合的問題。SAR成像與運動補(bǔ)償本是一個整體,后面各章節(jié)提出的運動補(bǔ)償算法

4、均以第二章的成像算法為基礎(chǔ),或者對已有成像算法做出改進(jìn),使成像算法與高精度自聚焦處理相結(jié)合,進(jìn)一步補(bǔ)償信號中殘余運動誤差,實現(xiàn)高分辨SAR成像精確聚焦。
  快速時域成像算法具有靈活選擇成像平面、獲得無畸變SAR圖像等優(yōu)點。但它們依靠積分方式重建方位維高分辨率圖像,難以獲取信號相位歷史域與最終圖像聚焦域之間的傅里葉變換關(guān)系,使得自聚焦算法無法與快速時域成像算法相結(jié)合進(jìn)行精確運動補(bǔ)償。針對這一問題,第三章提出了一種結(jié)合高精度自聚焦算

5、法的加速時域成像算法處理流程。通過將各子圖像分別后向投影到全局廣義極坐標(biāo)網(wǎng)格,構(gòu)建出相位歷史域與最終圖像聚焦域之間的傅里葉變換關(guān)系,推導(dǎo)了自聚焦算法的使用條件。對各子孔徑圖像進(jìn)行快速傅里葉變換(FFT)和循環(huán)移位操作,獲得子孔徑圖像的無混疊二維波數(shù)譜并進(jìn)行無縫拼接。對全分辨數(shù)據(jù)二維波數(shù)譜做距離向逆傅里葉變換,采用基于加權(quán)最小均方相位梯度自聚焦算法實現(xiàn)相位誤差高精度補(bǔ)償。該方法采用FFT和循環(huán)移位操作實現(xiàn)子圖像的融合過程,避免了耗時、精度

6、受限的二維插值操作,且易與高精度自聚焦算法結(jié)合,提取信號中殘余的運動誤差并補(bǔ)償,提高成像質(zhì)量。
  第四章研究基于二維自聚焦的高分辨聚束SAR運動補(bǔ)償方法。首先結(jié)合全球定位系統(tǒng)/慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(GPS/INS)信息,對距離脈壓后的雷達(dá)回波信號進(jìn)行粗略的包絡(luò)偏移和相位誤差補(bǔ)償,采用簡單、易于實現(xiàn)的PFA處理。針對PFA中插值操作會放大并改變殘余運動誤差形式這一問題,提出了分階段處理流程(SSA),補(bǔ)償相位歷史域信號非系統(tǒng)距離單元徙動(

7、NsRCM)的影響??紤]到相位誤差在高分辨SAR成像中的空變特性影響,提出了基于加權(quán)對比度增強(qiáng)的自聚焦算法對距離單元徙動完全校正后的方位相位誤差進(jìn)行距離空變補(bǔ)償。該方法以對比度為衡量圖像聚焦性能的標(biāo)準(zhǔn),具有較高運算效率和精度,且不要求成像場景中具有孤立散射點。
  斜視SAR能夠?qū)ζ脚_不能立刻到達(dá)的熱點區(qū)域進(jìn)行重訪,大大增加了聚束SAR系統(tǒng)的靈活性。然而,在斜視模式下,運動誤差的非空變方向與平臺理想航跡方向不一致,不能將正側(cè)視模式

8、下的自聚焦算法直接應(yīng)用到斜視模式下。為獲取高分辨率圖像,斜視SAR的積累時間更長,運動誤差變化也更劇烈、形式更復(fù)雜。針對這些問題,第五章分析了斜視模式下的中心波束近似,給出了將實際三維運動誤差投影到斜距平面的轉(zhuǎn)化關(guān)系。結(jié)合GPS/INS信息,提出了一種新的運動誤差粗略補(bǔ)償方法。采用基于沿視線方向插值(LOSPI)的PFA,使得由相位誤差引起的方位模糊垂直于雷達(dá)視線方向??紤]到LOSPI對運動誤差的影響,采用SSA去除相位歷史域信號的Ns

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 眾賞文庫僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論