基于实测数据的机载sar成像算法研究

《基于实测数据的机载sar成像算法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、工学硕士学位论文基于实测数据的机载SAR成像算法研究张璘哈尔滨工业大学2007年7月国内图书分类号：TN958.2国际图书分类号：621.39工学硕士学位论文基于实测数据的机载SAR成像算法研究硕士研究生：张璘导师：姜义成教授申请学位级别：工学硕士学科、专业：信息与通信工程所在单位：电子与信息技术研究院答辩日期：2007年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TN958.2U.D.C.:621.39DissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringRESEARCHONAIRBORNESARIM

2、AGINGALGORITHMBASEDONMEASUREDDATACandidate：ZhangLinSupervisor：Prof.JiangYichengAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：InformationandCommunicationEngineeringAffiliation：SchoolofElectronicsandInformationTechnologyDateofDefence：July,2007Degree-Conferring-Institution：Har

3、binInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要合成孔径雷达（SAR）成像可以获取高分辨率图像，它提高了雷达的信息获取能力和信息感知能力，目前机载SAR已经成为获取地面图像的一种较为常用手段。本文主要依据实验室两套机载SAR实测数据进行成像算法的研究与实现，在对比各种算法成像效果的基础上总结它们的适用条件及优缺点，具有现实意义。本文共分六章，首先回顾了机载合成孔径雷达的一些基本问题，介绍了合成孔径雷达的基本原理、距离向和方位向分辨率、距离徙动、聚焦深度、驻定相位原理等理论基础。然后从传统RD算法入手分析成像机理并进行点目标仿

4、真，实现实测数据成像；继而深入研究标准CS算法、非线性CS算法、RMA算法、多视算法以及目前较为前沿的超分辨算法，完成实测数据成像。从成像过程来看，在正侧视的情况下，距离徙动很小，各种成像算法都能够得到高质量的目标二维像；在斜视角不大的情况下，包含二次距离压缩的RD算法仍然具有较好的性能，但是需要内插，增大了运算量；在大斜视角的情况下，RD算法可能无法成像，理想的波数域算法具有理论上最佳的性能，但是对频域插值精度要求高，使得运算量十分巨大，成像质量应以非线性CS算法最佳，RMA成像效果和标准CS算法成像效果相近。虽然两套数据都属于正侧视场景成像，但是在飞行过

5、程中，载机不可避免的要受到各种扰动影响，带来的运动误差导致成像质量下降。为了方位向更好的聚焦，本文在研究了各种相位误差对点目标脉冲响应的影响后，分别对实测数据采用频谱能量均衡法和子孔径相关法来进行多普勒中心频率和调频率的估值，并根据得到的多普勒参数计算出载机的速度和雷达天线相位中心斜视角，从而补偿运动相位误差。最后本文提出了图像质量评估指标，从多个方面分析各种算法的成像质量，并依据评估指标得出结论。本文对这两套实测数据进行了系统的成像算法研究，在大规模成像应用中积累了相关经验。关键词机载合成孔径雷达；成像算法；图像质量评估指标；超分辨算法-1-哈尔滨工业大学

6、工学硕士学位论文AbstractSyntheticapertureradar(SAR)enhancesradar’sinformationacquisitioncapabilityandinformationawarenessabilitybyobtaininghighresolutionimages.Now,airborneSARhasalreadybecomeacommonmethodforacquiringgroundimages.Inthispaper,imagingformationalgorithmhasbeenresearchedandimpl

7、ementedviatwosetsofairborneSARdatainlaboratory.Theirapplicationconditionsandadvantageshavebeensummarizedbasedonthecomparisonofeveryalgorithmeffect.Itisofrealisticsignificance.Thispaperisdividedintosixchapters.Firstly,wegooverthebasictheoryofairborneSAR,includingtheprincipleofSAR,ra

8、ngeandazimuthresolution,ra