合成孔径雷达自聚焦算法研究

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1、南京航空航天大学硕士学位论文摘要对于合成孔径雷达(SAR)，运动是它成像的依据，也是问题产生的根源。为了获得高的横向分辨率，要求载机沿理想航线飞行。然而，即使是装有高精度的惯导设备的SAR系统，也难以精确跟踪载机的位置，而且成像算法的近似和空气气流的扰动更是不可避免的影响着成像质量。本文在此背景下主要研究了SAR运动补偿中的自聚焦算法。论文第一章依次介绍了雷达、SAR和机载SAR技术的发展概况和趋势。介绍了本文的研究背景和论文的框架结构。论文第二章简要介绍了合成孔径的基本原理，阐述了SAR成像的几何关系和RD算法，并给出点目标仿真的实验结果。对运动补偿在雷达图像处理中的地位及其分类进

2、行简要介绍，从而引出自聚焦算法，对基于距离压缩数据的自聚焦、基于复图像的自聚焦以及采用图像准则的自聚焦算法原理分别进行阐述。论文第三章对基于距离压缩数据的算法进行研究。对用于估计低阶相位误差模型的MD算法和PD算法进行分析和实验比较，对MAM算法和DPT算法进行仿真。论文第四章对基于复图像的自聚焦算法进行研究。阐述了PGA算法的基本原理，对各种PGA算法的改进算法进行分析和分类，并通过实验对他们进行比较，然后给出结论。论文第五章对采用图像准则的算法进行研究，通过对快速最小熵算法和最大对比度算法的分析，推导出基于幂函数的自聚焦算法，算法通过调节图像准则的幂次方来满足不同场景的成像要求，用

3、该算法对不同对比度的图像进行自聚焦处理，并分别与PGA算法、最小熵算法和最大对比度算法进行了比较。最后本章对各种场景使用何种自聚焦算法进行总结。论文第六章是结束语，对全文的工作进行总结，指出有待进一步研究的问题。关键词：合成孔径雷达，运动补偿，相位误差，自聚焦算法，图像准则，PGA算法，熵，幂函数i合成孔径雷达自聚焦算法研究ABSTRACTForSAR,imagingisbasedonthemovementthatcancauseproblemsmeantime.Airborneplaneshouldgoinideallineinflightinordertogethighresolu

4、tion.Butitisdifficulttocatchtheexactwayevenifhigh-precisionIMUsystemisinstalled.Algorithmerrorsandairflowdisturbancealsoaffectimagingquality.Intheprefacetothisdissertation,thebasicideaanddevelopmenttrendofSARareintroducedbriefly.Themaincontributionofthisdissertationissummarized.Chapter2introduce

5、sthebasicprincipleofsyntheticaperturebriefly,exposesSARgeometricrelationshipandRDimagingalgorithm,theresultofpointtargetsimulationisshown.ThepositioninSARdataprocessingandclassificationofmotioncompensationareintroducedandautofocustechniqueiseduced.Autofocusalgorithmswhicharebasedonrange-compress

6、eddataandcompleximageareseparatelydetailedandalgorithmsusingimagingruleareincluded.Inchapter3autofocusbasedonrangecompresseddataisstudied.MDalgorithmandPDalgorithmareanalyzedandcompared.MAMandDPTalgorithmareintroducedandsimulated.Chapter4discussesautofocusbasedoncompleximage.TheprincipleofPGAalg

7、orithmanditsadvancedaredetailedandclassified;experimentsareprocessedtoverifytheconclusion.Besides,ROPEalgorithmisintroducedandsimulated.Inchapter5,autofocususingimagingruleisanalyzed,anautofocusalgorithmbasedonexponentialfun