高分辨成像中的GPS和IMU應(yīng)用研究.pdf

1、近年來(lái)SAR系統(tǒng)向著小型化和高分辨的方向發(fā)展，運(yùn)動(dòng)誤差對(duì)成像的影響越來(lái)越突出，精確的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償成為高分辨SAR成像工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)。GPS和IMU等運(yùn)動(dòng)傳感器可以直接測(cè)量雷達(dá)天線相位中心的運(yùn)動(dòng)信息，在SAR系統(tǒng)中廣泛使用。其中GPS的定位誤差不會(huì)因時(shí)間累積而發(fā)散，但是數(shù)據(jù)率較低，且在非差分模式下定位精度較差；IMU的定位信息具有高精度、高數(shù)據(jù)率的長(zhǎng)處卻也存在誤差隨時(shí)間累積的弊端。將GPS和IMU數(shù)據(jù)融合成為高分辨SAR運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)闹饕芯糠?/p>

2、向。
　　本文主要研究了使用GPS和IMU單元——加速度計(jì)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)高分辨SAR成像的方法。為完成數(shù)據(jù)融合的目的，先后對(duì)結(jié)合運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)某上袼惴āPS和加速度計(jì)的數(shù)據(jù)預(yù)處理以及插值的融合方法進(jìn)行了探索和研究。具體的研究?jī)?nèi)容和取得的研究成果如下：
　　(1)對(duì)FMCW SAR回波和運(yùn)動(dòng)誤差建模，分析高分辨SAR對(duì)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)木纫?；研究精確聚焦的RMA成像算法，在已有改進(jìn)算法的基礎(chǔ)上，增加基于回波數(shù)據(jù)的自聚焦補(bǔ)償剩余相位

3、誤差，并估計(jì)運(yùn)動(dòng)參數(shù)補(bǔ)償距離空變誤差，提出改進(jìn)的RMA算法作為運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)的算法平臺(tái)。
　　(2)研究了GPS和加速度計(jì)的數(shù)據(jù)預(yù)處理流程，在此基礎(chǔ)上分析了GPS和加速度計(jì)定位的性能，為后續(xù)研究 GPS和加速度計(jì)數(shù)據(jù)融合方法提供技術(shù)支撐。分析運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下重力加速度分量對(duì)定位的巨大影響，研究了運(yùn)動(dòng)中加速度計(jì)重力分量的補(bǔ)償方法，提出了利用GPS信息估計(jì)重力加速度分量的方法。
　　(3)提出了兩種加速度計(jì)與 GPS數(shù)據(jù)融合的插值方法，