合成孔径雷达开题报告--史陆敏

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1、燕山大学本科毕业设计(论文)开题报告课题名称：合成孔径雷达ChirpScaling成像算法研究学院(系)：信息科学与工程学院年级专业：07级电子信息工程4班学生姓名：史陆敏指导教师：史洪印完成日期：2011年3月24日一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义1.选题的依据和意义合成孔径雷达（SAR）是二十世纪五十年代发展起来的一种微波高分辨率雷达。它具有全天时、全天候、大面积、远距离的成像能力，能够在能见度极差的气象条件下，从空中实时或近似实时地提供类似光学照片的两维地物、地貌图像，并且具有良好的空间分辨能力和辐射测量保真度。现已广泛

2、应用在军事和民用方面，对国防技术现代化和国民经济建设都具有十分重要的意义。合成孔径雷达借助于脉冲压缩技术实现距离维的高分辨率，借助于方位多普勒分析技术实现方位维的高分辨，然后经过成像处理以获得地物目标的雷达图像。在SAR成像处理算法中，最经典的是距离-多普勒(R-D)算法,R-D算法显著的提高了计算效率，成为正侧视中最为通用的成像算法，但在处理过程中需插值运算，由此带来了附加的计算量和图像失真，为解决这个问题，先后提出了改进的R—D算法、波方程算法、子孔径算法、ChirpSealing算法及其改进的非线性补偿ChirpSealing算法。CS算

3、法完全避免了插值操作，该算法充分利用了线性调频信号的性质，在未做距离处理的距离-多普勒域中对信号进行ChirpScaling处理，使不同距离上点目标的徙动轨迹变得一样，则距离徙动的校正可以在二维频域中通过一次简单的复乘来完成[3-4]。CS成像算法只通过快速傅里叶变换以及复乘就可以得到较好的成像结果，过程简单。改进的非线性补偿ChirpScaling算法解决了经典CS算法在推导过程中补偿因子的近似问题；它还弥补了回波信号变换到二维频域时忽略的频率的三次项，这样就弥补了传统CS算法的不足，有效地改善了大斜视角下的成像质量。由于微波具有一定的穿透能

4、力，SAR对人工目标和伪装目标具有良好的探测能力和分辨能力，己经成为现代军事侦察和情报收集的重要手段，它还可以作为引导设备的显示装置，引导高速投掷武器轰击敌方目标，作为高科技侦察工具，SAR在军事应用领域起着非常重要的作用。在国民经济各领域中，合成孔径雷达SAR也有广泛的应用：在地质和矿物资源勘探方面，合成孔径雷达可以用来勘察地质结构；在地形测绘和制图学方面，它可用来测绘大面积地图；在海洋应用方面，它可以用来研究大面积海浪特性，研究海洋及冰山分布测绘海洋图等；在农业和林业应用方面，它可以被用于土地利用调查、土壤水分测量、作物或树木分类、作物长势

5、监测等：成像雷达还可以应用于一些自然灾害的预防和灾情报告方面。在科学研究方面，合成孔径雷达也成为了有用的工具。在天文学方面，己用合成孔径雷达获得了金星表面的雷达照片。2.国内外研究动态SAR技术的产生最早可追溯到20世纪50年代初，由于军事侦察雷达不断提高对分辨率的需求，1951年美国GoodYear公司的C．Willy提出了合成孔径雷达的概念，指出用多普勒分析的方法可以获得很高的方位分辨力。同年，美国Illinois大学也开展了利用相干雷达数据进行的试验，验证了“多普勒波束锐化”思想及合成孔径雷达基本原理的正确性：并于1953年成功研制了第一

6、部X波段相干雷达系统，获得了第一批非聚焦SAR图像数据。1957年8月23日，Michigan大学与美国军方合作研究SAR实验系统，成功地获得了第一幅全聚焦的SAR图像，从此SAR技术进入实用性阶段。此后许多国家都拥有了自己的机载SAR，SAR应用也从军事领域拓展到民用领域。目前，国外的机载SAR主要有：美国的AN／APD—i0ERIMX／SIRERIM／CCRS德国的E-SAR等；已经拥有机载SAR的国家有：中国、美国、德国、英国、法国、俄罗斯、加拿大、瑞典、荷兰、丹麦、澳大利亚、南非。已经发射的星载SAR主要有：美国的SEASAT—A、SI

7、R—A、SIR—B、SIR—C及“曲滚球”雷达成像卫星，欧空局的ESR一1、日本的JERS一1、加拿大的RADARSATO-I等。我国于七十年代后期开始进行机载合成孔径雷达的研究工作。1979年成功研制出机载SAR样机，并获得我国第一幅合成孔径雷达图像。1983年又成功研制出单通道、单极化(HH)、单侧视机载SAR系统，在我国实现了连续大面积成像；1986年进而实现了机载SAR的非实时数字信号处理；1987年成功研制出多条带、多极化、双侧视机载SAR系统：1990年成功研制出“机载SAR实时数据传输系统”：1994年又成功研制出x波段、多极化、

8、多通道、数字成像处理、分辨率为10米的机载SAR系统，及其“机载SAR实时数字成像处理器”系统，并获得我国第一幅机载SAR实时数字成像处理图像。信息产