星载合成孔径雷达多普勒参数估计

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1、哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要星载合成孔径雷达(SAR)是一种以卫星为平台的，工作在微波波段的主动式遥感器。它通过脉冲压缩技术和合成孔径技术来提高距离维和方位维分辨率，从而得到被观测目标的二维高分辨率图像。目前它的应用极为广泛。星载SAR回波的多普勒相位历程可以用多普勒参数来描述，它们是星载SAR方位处理的关键。本文就这一方面展开工作，主要研究了多普勒参数估计的各种方法，并在此基础之上进行多视成像算法的研究。本文首先回顾了星载SAR的基本理论，简单介绍了距离一多普勒成像算法，为后续章节做了理论上的铺垫。对于多普勒参数的估计，首先讨论了各种参数估计

2、误差给成像质量带来的影响，其中多普勒中心频率误差会使图像信噪比下降和方位模糊信号比上升并产生目标定位错误，多普勒调频斜率误差则将导致图像方位分辨率的下降。接着给出了通过卫星轨道和姿态参数计算多普勒参数的公式。对于多普勒中心频率的估计，主要以谱分析方法为主，详细讨论它的原理，顺带还介绍了七十年代常用的峰值法，但是它们共同的问题是存在着方位模糊，相对而言，幅度相关法就不存在这个问题。对于多普勒调频斜率的估计，本文讨论的方法较多。包括子孔径相关法，它的估计精度较高，但是计算量较大;WVD方法比较直观，但同样计算量较大:和以上两种方法相比较多项式模型法估计精

3、度较高，计算量很小，并且它对目标场景散射特性的变化不敏感，是一种很有效的调频斜率估计方法;在这些方法的基础上本文提出了一种新的多普勒调频斜率估计方法一相位相关法，试验结果表明，这种方法有效可行。接下来本文在距离一多普勒算法的基础上，深入研究了多视成像处理技术。详细研究了它是如何抑制斑纹噪声和降低图像分辨率的，并将单视与多视成像结果进行比较。本文最后给出了仿真试验结果。仿真试验结果表明，本文使用的各种多普勒参数估计方法以及多视成像处理方法都是可行且有效的，具有一定的应用参考价值。关键词星载合成孔径雷达;多普勒参数估计;多视成像处理哈尔滨工业大学工学硕士

4、学位论文AbstractSpaceborneSyntheticApertureRadar(SAR)isakindofactiveremotesensor,whichworksinthemicrowavebandandtakesasatelliteastheworkingplatform.Itcanimprovetheresolutionofrangeandazimuthbyimpulsecompresstechnology,thenitcanobtaintheplanarhigh-resolutionimageoftheobjectbeingobse

5、rved.Nowithaswidelyapplicationsinmanyfields.TheDopplerhistoryofspaceborneSARisdeterminedbytwoDopplerparameters.ThesetwoparametersplayakeyroleinazimuthprocessingofspaceborneSAR.Thispaperistocarryoutastudyinthisfield;themethodsofestimatingDopplerparametersarestudieddeeply.Themult

6、ilookprocessingtechnologyisalsoinvestigated.First,wegooverthehistoryofSARandtheRange-Doppleralgorithm,makingatheoreticalpreparationforthefollowingchapters.FortheestimationofDopplerparameters,thepapertalksovertheinfluenceofestimatederrorsofDopplerparametersontheimagequalityfirst

7、.TheestimatederrorsofDopplercentroidwillcausethedeteriorationofthesignaltonoiseratioandazimuthambiguitytosignalratio.Itwillalsocausetheerroroftargetlocation.TheerrorofDopplerratewillresultinthelossofazimuthresolutiondirectly.Inthefollowingpart,thepapergiveshowtocalculatetheDopp

8、lerparametersintermsofsatelliteorbitandatitude.Forthee