干涉合成孔径雷达数据分析及去噪研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文干涉合成孔径雷达数据分析及去噪研究硕士研究生：高杰指导教师：黄丽莲教授学科、专业：电子科学与技术论文主审人：王霖郁副教授哈尔滨工程大学2017年11月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文干涉合成孔径雷达数据分析及去噪研究硕士研究生：高杰指导教师：黄丽莲教授学位级别：工学硕士学科、专业：电子科学与技术所在单位：信息与通信工程学院论文提交日期：2017年10月论文答辩日期：2017年11月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDeg

2、reeofM.EngTheresearchofAnalysisandDenoisinginInterferometricSyntheticApertureRadarCandidate:GaoJieSupervisor:Professor.HuangLilianAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ElectronicScienceAndTechnologyDateofSubmission:Oct.2017DateofOralExamination:Nov.2017Universit

3、y:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者(签字)：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权

4、属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文(□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后)由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者(签字)：导师(签字)：日期：年月日年月日干涉合成孔径雷达数据分析及去噪研究摘要干涉合成孔径雷达

5、(InterferometricSyntheticApertureRadar)是以合成孔径雷达为基础，通过在两颗雷达在同一场景得到的图像经过干涉处理，利用得到的干涉相位差计算出目标点的速度信息和高程信息。在获取干涉相位差过程中，不可避免的会有噪声影响。本文在深入分析合成孔径雷达经典距离-多普勒成像算法的基础上，消除噪声对信号的影响，获取更精确的速度估计和高程信息，通过均值、中值和小波三种去噪方法对观测过程中出现的噪声进行处理，提高检测精度。论文的主要研究内容有以下三个部分。首先，研究合成孔径雷达的成像过程，利用合成孔径雷达距离-多普勒算法实现了对单个

6、点目标和三个点目标成像的仿真实验，这是后续对目标点速度估计和高程信息分析的基础。然后分析了测量过程中噪声的来源和类型，并且介绍了均值滤波，中值滤波，小波去噪三种常用去噪方法的原理。其次，推导出干涉相位和目标点运动速度之间的函数关系。由于单基线得到的干涉相位的局限性，对应的最大无模糊速度范围可能存在模糊问题。在此基础上，利用多基线模式和余数定理可以扩大最大无模糊速度范围，基本避免了可能出现的速度模糊。在不同信噪比环境中重复单基线和多基线速度估计，分析噪声对速度估计的影响。实验表明，多基线模式下，速度模糊问题得到解决，同时无论速度估计是否存在模糊，均值去

7、噪可以有效抑制噪声的干扰。最后，在经典直角坐标系高程测量的基础上提出了一种基于极坐标系的高程反演方法。该方法建立了以雷达平台为原点的极坐标系，推导出了雷达干涉相位与目标散射点高程信息之间的极坐标方程组。在同样参数的情况下使用新方法与经典直角坐标系算法进行了分析和对比，仿真结果表明极坐标高程反演计算方法运算速度和精度方面优于经典直角坐标系法。由于噪声的存在，会导致重构得到的高程信息有明显的毛刺现象。在不同信噪比存在的环境中，使用新提出的基于极坐标系的高程反演方法进行高程信息估计，并且利用中值滤波，均值滤波和小波分析等多种方法进行去噪处理，从主观图像观测

8、和客观数据分析对比三种方法的去噪效果，发现均值去噪的效果最佳。关键词：干涉合成孔径雷达；动目标测速；高程信息