输电铁塔的sar层析算法研究

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA专业学位硕士学位论文MASTERTHESISFORPROFESSIONALDEGREE论文题目输电铁塔的SAR层析算法研究专业学位类别工程硕士学号201522070503作者姓名刘长李指导教师陈彦教授分类号密级注1UDC学位论文输电铁塔的SAR层析算法研究（题名和副题名）刘长李（作者姓名）指导教师陈彦教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称仪器仪表工程提交论文日期2018.04论文答辩日期

2、2018.05学位授予单位和日期电子科技大学2018年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。ResearchonSARtomographyalgorithmoftransmissiontower.AMasterDissertationSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaDiscipline:MasterofEngineeringAuthor:ChangliLiuSupervisor:Prof.yanChenSchool:SchoolofA

3、utomationEngineering摘要摘要随着科技的进步，从星载雷达上获取的地面物体信息数据越来越精确。从单纯的高度信息提取到三维信息的获取以及物体形变信息的提取成为合成孔径雷达应用的重要发展方向。随着合成孔径雷达的不断研究，从干涉合成孔径雷达发展到多基线合成孔径雷达，能够获取的信息也日益增加，并且避免了干涉二维成像中的无法分辨同一像素内不同散射体的问题。从单纯的二维信息发展到方位向和距离向高度向信息的分别提取，以此来实现目标的三维信息获取。山区铁塔信息的获取在人工巡线成本高，冰雪地震等天灾状况时获取铁塔信息不方便以及考虑人员安全等问题下，多

4、基线合成孔径雷达成像对此有着广阔的应用前景。本文从合成孔径原理入手，遵循三维信息反演技术发展的轨迹，从InSAR的高度向信息获取原理介绍，为了弥补二维成像的不足，结合医学CT的原理阐述了SAR层析过程及应用，并由此建立多基线层析模型。本文研究了通过奇异值分解对非均匀基线情况下的补偿以及单个像素点内散射体数量的估计。在具体的层析算法方面，基于谱估计的算法效率高于传统基于傅里叶变换的层析算法，针对此研究了两种具体的谱估计算法，即多重信号分类（MUSIC）算法和基于旋转不变技术的信号参数估计（ESPRIT）算法，尽管谱估计算法获得的结果中的频谱为伪谱，仍

5、然可以通过其获得高度向的数据信息。考虑到基于压缩感知理论可以突破奈奎斯特采样定理，雷达获取的高度向信息满足压缩感知稀疏性的基础上，能够以低于奈奎斯特采样率通过少量采样来重构获得精确恢复信号。对基于压缩感知理论的SAR层析算法进行研究，并与谱估计算法进行比对，具体在仿真中体现为研究了基线数量对高度向信息的误差影响，均匀及非均匀基线情况下不同算法结果对比和信噪比对层析结果的影响。最后将算法带入实际数据中进行处理获得铁塔上的散射体信息，通过铁塔实际高度进行验证得到不同算法的精确性的比较。得到SL1MMER算法在噪声较小的情况下成像结果最佳,验证了SAR层

6、析算法的准确程度。为后续研究铁塔的形变信息打下基础。关键词：SAR层析，压缩感知，铁塔高度向成像，合成孔径雷达IABSTRACTABSTRACTWiththeprogressofscienceandtechnology,theinformationofgroundobjectsobtainedfromspaceborneradarisbecomingmoreandmoreaccurate.Theextractionof3dinformationfromtheheightinformationandtheextractionofobjectdefor

7、mationinformationaretheimportantdevelopmentdirectionofSARapplication.Withthedevelopmentofsyntheticapertureradar,fromInSARtomultiplebaselinesyntheticapertureradardevelopment,theinformationthatSARcanobtainisalsogrowing,andavoidingtheinterferenceinthe2dimagingcan'tdistinguishdiff

8、erentscattererwithinthesamepixelscatterer.Consideringthehighc