交替收发星载双基sar三维成像技术研究

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1、硕士学位论文交替收发星载双基SAR三维成像技术研究3-DIMAGINGRESEARCHOFALTERNATINGSPACEBORNEBISTATICSAR郭路哈尔滨工业大学2016年6月国内图书分类号：TN958.2学校代码：10213国际图书分类号：621.396.75.969密级：公开工学硕士学位论文交替收发星载双基SAR三维成像技术研究硕士研究生：郭路导师：刘梅教授申请学位：工学硕士学科、专业：信息与通信工程所在单位：电子与信息工程学院答辩日期：2016年6月30日授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedInd

2、ex:TN958.2U.D.C.:621.396.75.969DissertationfortheMaster’sDegreeinScience3-DIMAGINGRESEARCHOFALTERNATINGSPACEBORNEBISTATICSARCandidate:GuoLuSupervisor:Prof.LiuMeiAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:InformationandCommunicationEngineeringAffiliation:

3、SchoolofElectronicsandInformationEngineeringDateofOralExamination:June,2016DegreeConferringInstitution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要使用星载SAR对地物目标进行三维成像吸引了越来越多研究者的关注，本文探讨交替收发双基提取SAR三维信息的应用，提高双基SAR的实用性，具有重要的实践意义。本文围绕题目交替收发双基SAR三维成像，研究了双基SAR三维模型的建立、双基SAR

4、二维成像技术和在基线稀疏且不均匀的条件下的基于压缩感知的层析双基SAR三维成像。本文对双基SAR的特性进行分析，并说明了一般构型的双基SAR二维成像和三维成像中存在的问题，并给出解决方案。总体来说，本文在以下几个方面进行了研究并给出了创新性方法：1）双基SAR三维信号模型建立：以一般构型为研究对象，建立了一般构型的双基SAR三维信号模型，并对一般构型下特有的方位空变性进行分析。2）一般构型双基SAR二维成像问题：双基SAR在成像过程中收发平台分置，双基SAR的斜距距离历程为双根号形式，与传统单站SAR的单根号形式不同，无法使

5、用驻定相位原理求出驻定相位点的解析解，导致回波信号的频域形式无法表达，进而无法进行二维成像。而如果使用时域算法，则计算量过大不适合于目前的实用需求。在非线性CS成像算法处理一站固定式机载双基SAR的启发下，利用距离历程展开解决距离空变性，试用方位扰动函数解决方位空变性，采用扩展非线性CS成像算法，处理一般构型的星载双基SAR二维成像数据，得到聚焦良好的二维SAR图像。3）双基SAR三维成像问题：传统的三维成像采用的数据都是单基雷达多航过数据，这种数据的获取时间较长，而在此期间地面情况可能已经发生了变化。而且还存在大气相位不一

6、致、时间间隔过长导致弱相关性的问题，而双基SAR提供了不同的数据来源。双基SAR，尤其是交替收发双基SAR，可以在短期内提供更丰富的SAR数据，也使得数据获取周期变短，不会出现单基SAR多航过存在的问题。但是双基SAR三维成像存在的问题主要在于模型的建立，以及极少次航过导致的基线稀疏和基线非均匀问题。传统的层析算法都要求基线数量足够且分布均匀，很显然这种苛刻的条件会导致较高的成本，甚至难以保证。本文将压缩感知算法用于双基SAR三维成像技术中，并给出了不同模式下三维成像实验。关键词：SAR；双基；三维成像；压缩感知I哈尔滨工业

7、大学工学硕士学位论文AbstractUsinghighlyaccurateSARimagestogetthreedimensionalimageoftargetshaveattractedmoreandmoreinterestinrecentyears.Inthispaper,alternatingbistaticSARdataisusedtotomographythreedimensionalimage.Theuseofcompressedsensingalgorithmtodealwithspacesparseandun

8、evenbaselineproblem,traditionalmethodsforsolvingdemandingbaselinearrangementinsufficienttoimprovethepracticalitytomographyhasimportantpracticalsi