[gb18030] 信息学院毕业设计开题报告 郝亚凡

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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：基于压缩感知（CS）的SAR成像算法学院（系）：信息科学与工程学院年级专业：10级通信工程学生姓名：指导教师：完成日期：2014年3月20日一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义合成孔径雷达的概念可以追溯到20世纪50年代初。1951年，美国首先提出：可以利用频率分析方法改善雷达的角分辨率。与此同时，伊利诺伊大学进行试验，于1953年7月得到第一张SAR图像。这是合成孔径原理和合成孔径雷达发展的最初阶段。压缩感知属于新兴理论，但短短几年时间

2、就已经在图像/视频信号处理、医疗成像、雷达信号处理、无线通信等领域受到了高度关注。在国外，随着各国学者的关注，CS理论也在逐步发展，目前已经延伸到分布式CS理论，BayesianCS理论，无限维CS理论等等。很多大学已经成立了专门的课题组，对压缩感知进行理论都有深入的研究。此外还有很多知名企业也展开了压缩感知的研究工作。更值得一提的是，美国空军实验室和美国地理空间情报局等政治、军事部门也着手CS的研究工作。在国内，压缩感知也引起了众多学者的广泛关注，近两年发表论文数量突增，同时中科院等研究机构也展

3、开了关于压缩感知的研讨会，掀起了关于压缩感知的研究热潮。但是在国内，压缩感知在工程领域的应用还仅限于理论研究。而压缩感知理论中的非相关测量过程能够有效地降低SAR成像系统的原始数据率，解决系统中超大数据量的采集、存储和传输问题，因此将压缩感知理论应用到SAR成像技术中将给高分辨率SAR成像带来巨大改革。所以压缩感知理论还有很大的研究空间值得我们去探索和研究。二、研究的基本内容，拟解决的主要问题压缩感知也称作压缩传感，是近年来一种新的信号采样及信息获取理论。该理论是基于信号的稀疏性或可压缩性，通过测

4、量矩阵获取足够的信号信息，利用测量数据和传感矩阵对信号进行恢复重建。本论文将基于压缩感知的合成孔径雷达成像理论与算法作为研究内容，将压缩感知理论与合成孔径雷达成像算法相结合，围绕着回波信号获取方法、处理方法和压缩感知理论在合成孔径雷达成像等方面展开研究。充分利用信号的稀疏性或可压缩性，以远低于Nyquist率的采样率对信号进行非相关测量。对目标进行成像。三、研究步骤、方法及措施1）研究准备：在进行研究之前，根据任务要求，确定好要完成的功能，明确所需的软件。2）确定所需要的软件为MATLAB，熟悉开

5、发环境。学习MATLAB语言，简单掌握基本的操作。3）研究阶段，先建立雷达平台与成像目标之间相对位置模型，再利用正逆傅里叶变换和匹配滤波器相关知识实现距离向和方位向的脉冲压缩，从而得到点目标仿真图像。本实验在MATLAB环境中实现仿真图像，整个算法过程通过MATLAB语言实现。4）距离多普勒（RD）算法包括距离压缩和方位压缩两个部分，其中距离压缩利用脉冲压缩技术也就是使接收信号通过匹配滤波器，实现距离向高分辨率；方位向压缩利用回波中的多普勒信息，通过距离徙动校正和方位匹配滤波器，完成目标的方位分辨

6、率。距离多普勒算法流程图如下所示：原始数据距离FFT距离参考函数方位FFT二次距离压缩距离IFFT距离徙动校正方位参考函数方位IFFT图像数据5）编写MATLAB程序，在MATLAB软件中进行仿真，记录仿真结果，6）对程序进行调试和改进。四、研究工作进度第1-4周：收集资料，熟悉课题内容，整理设计思路。第5-8周：程序设计与调试。第9-12周：程序设计、分析、调整以及程序优化。第13~16周：实验结果整理及其总结。第17~19周：论文书写、课题总结、答辩。五、主要参考文献[1]刘亚新,用于压缩感知

7、信号重建的算法研究[D],北京交通大学,2010.[2]、I.G.CummingandF.H.Wong著,微波成像技术国家重点实验室译.合成孔径雷达成像——算法与实现[M].北京:电子工业出版社,2007.[3]甘伟,许录平,苏哲.一种压缩感知重构算法.电子与信息学报,2010.9(32):2151-2155.[4]、黄琼.压缩感知在超宽带雷达成像中的应用.电波科学学报,2010,1(25):77-81。[5]、LeiZhang,MengdaoXing,Cheng-WeiQiu,etal.Achi

8、evingHigherResolutionISARImagingWithLimitedPulsesviaCompressedSampling.IEEEGeoscienceandRemoteSensingLetters,2009,3(6):567-571.[6]、石光明,刘丹华,高大化等.压缩感知理论及其研究进展.电子学报,2009,5(37),1070-1081.[7]、Y.G.Lin,B.C.Zhang,W.Hong,Y.R.Wu.Along-trackinterferometr