基于双基SAR的目标定位算法研究

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1、中图分类号：TN957论文编号：102870413-S081学科分类号：081001硕士学位论文基于双基SAR的目标定位算法研究研究生姓名李亚学科、专业通信与信息系统研究方向雷达信号处理指导教师李勇副教授南京航空航天大学研究生院电子信息工程学院二О一二年十二月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofElectronicandInformationResearchontheGround-targetLocationMethodsBasedo

2、ntheBistaticSARAThesisinCommunicationandInformationSystemByLiYaAdvisedbyProf.LiYongSubmittedinPartialFulfillmentOftheRequirementsFortheDegreeofMasterofEngineeringDecember,2012承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大

3、学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要基于合成孔径雷达(SyntheticApertureRadar,简称SAR)系统的目标定位技术作为目前在军事和民用系统中广泛使用的一种目标定位技术，常被用来引导飞行器完成目标打击或物资投放等任务。起初，该目标定位技术是基于单基SAR系统完成的，然而，随着双基SAR系统的复兴，许多学

4、者提出利用双基SAR系统来实现目标的定位。与传统的单基SAR系统相比，双基SAR系统具有作用距离远、抗干扰和抗截获性能强等优势，以上这些优势使得双基SAR系统在目标定位中具有广阔的应用前景。本文着重研究了双基SAR系统下目标的成像与定位方法，其主要工作如下：第一章首先简要回顾了双基SAR的发展及现状；然后，简要介绍了SAR系统在组合导航定位系统中的应用；最后，概述了本文的主要工作。第二章主要研究了双基SAR系统下目标的成像算法。基于SAR系统的目标定位技术实质上是根据目标在二维SAR图像中的先验信息来进行转换处理的，本章着重介绍了几种双基

5、SAR系统下目标的成像算法，包括基于转台成像的双基线性距离多普勒算法以及极坐标格式成像算法等。最后，对上述提到的三种双基SAR系统下目标的成像算法进行了系统仿真。第三章主要研究了基于双基SAR系统的目标定位算法。对于双基SAR系统，由于其发射机和接收机的分置，使得目标的距离-多普勒方程组为非线性方程组，即很难通过直接求解该方程组得到目标的实际位置信息。因此本章着重分析了几种获取目标实际位置信息的方法：牛顿迭代法、二分法以及利用等效相位中心原理获得目标位置的方法；除此之外，文中还介绍了几种多基SAR系统下目标定位的方法：拉格朗日法、球面插值

6、算法以及球形内插算法。最后，通过仿真验证了上述多种目标定位方法的有效性。第四章分析讨论了当导航系统提供的运动参数存在误差时，双基SAR系统的目标定位精度。文中着重讨论了当双基SAR系统的收发平台存在速度和高度等误差时，对目标的成像质量以及定位精度的影响。理论分析和实验仿真结果表明，收发平台的速度误差对目标的成像质量以及定位精度的影响较大。第五章在VC++6.0开发环境下开发了一款基于SAR系统的目标定位软件。为了得到目标在球心坐标系下的绝对位置信息，本章首先给出了将地理坐标系下的位置信息转换为球心坐标系下的位置信息的过程；然后，详细介绍了

7、基于SAR系统的目标定位软件的开发过程；最后，给出了软件的图形界面图和运行结果图。第六章对全文的工作进行了总结，并指出了下一步需要研究的方向和难题。I基于双基SAR的目标定位算法研究关键词：合成孔径雷达,双基合成孔径雷达,成像算法,目标定位,误差分析,定位软件II南京航空航天大学硕士学位论文ABSTRACTThelocationtechnologybasedonsyntheticapertureradar(SAR)systemisbeingwidelyappliedinthefieldsofmilitaryandcivilianthatc

8、anguidetheaircrafttofinishtargetsattackingormaterialsreleasing.Inthebeginning,thelocationtechnol