地球同步轨道sar成像处理算法研究

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1、地球同步轨道SAR成像处理算法研究舒博正2016年1月中图分类号：TN957UDC分类号：621.39地球同步轨道SAR成像处理算法研究作者姓名舒博正学院名称信息与电子学院指导教师丁泽刚答辩委员会主席胡程教授申请学位学术硕士学科专业信息与通信工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2016年1月StudyofGeosynchronousSyntheticApertureRadarImagingAlgorithmCandidateName:ShuBozhengSchoolorDepartment:SchoolofInformationandElectr

2、onicsFacultyMentor:DingZegangChair,ThesisCommittee:Prof.HuChengDegreeApplied:MasterofPhilosophyMajor:InformationandCommunicationEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence:January,2016研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文

3、中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要地球同步轨道合成孔径雷达（GEOSAR）运行在36000km高度，具备小时级的重访能力和大场景覆盖能力。GEOSAR成像处理需要解决小时间带宽积和大斜视约束下等问题。小时间带宽积成像中存在方位信号非线性、距离徙动（RCM）与多普勒频率不一一对应等问题，大斜视成像中存在聚焦参数两维严重耦合和剧烈空变等问题。

4、本文针对GEOSAR成像处理开展深入研究。首先，针对传统等效斜视斜距模型不适用于GEOSAR中长合成孔径时间下的斜距历程，文中研究了基于多项式展开的四阶斜距模型，采用级数反转推导了点目标的二维频域表达式。计算机仿真验证了提出的斜距模型和二维频域表达式满足成像精度要求。接着，针对GEOSAR小时间带宽积信号存在的多普勒非线性时频关系和RCM与多普勒频点不一一对应等问题，提出了最优二次项补偿改变原始信号的非线性时频关系，后续采用两维非线性调频（NCS）的频域算法进行成像处理。大场景的成像处理仿真验证了提出的小时间带宽积成像处理算法的有效性。最后，针对GE

5、OSAR大斜视成像存在的距离方位严重耦合和聚焦参数剧烈空变等问题，文中提出了一种最优时域补偿的方法来实现走动校正和削弱方位向空变性，减少原始回波中的非线性时频关系，后续采用两维NCS实现频域成像处理。大地面视角情况下的大场景成像处理仿真验证了提出的大斜视成像处理算法的有效性。关键词：GEOSAR；小时间带宽积；大斜视；时域补偿；两维NCSI北京理工大学硕士学位论文AbstractSincegeosynchronoussyntheticapertureradar(GEOSAR)runsonanorbitheightof36000km,itisprovi

6、dedwiththecapacityofhighrevisitingandlargesceneobservation.However,thisorbitmodeisequippedwithlowbandwidthproductandhighsquintimagingproblems.Aimingattheseproblems,thispaperprovidedadeepresearchonthenonlineartimefrequencyrelationshipcausedbylowbandwidthproductandtwodimensionals

7、pacevariantcausedbyhighsquintintheGEOSAR.Firstly,sincethetraditionalslantrangemodelisnotsuitablefortheslantrangehistoryundertheconditionoflongsyntheticaperturetimeandcurvetrajectoryinGEOSAR,ahighorderpolynomialslantrangemodelbyTaylorexpansionisproposedtodescribethis.What’smore,

8、atwodimensionalfrequencydomainexpressionissolvedbythes