GPS组合平滑估计在机载SAR实时运动补偿中的应用-论文.pdf

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1、第36卷第7期电子与信息学报Vb1．36NO．72014年7月JournalofElectronics＆InformationTechnologyJu1．2014SINS／GPS组合平滑估计在机载SAR实时运动补偿中的应用宫晓秦婷婷f北京航空航天大学惯性技术重点实验室北京100191)f北京航空航天大学新型惯性仪表与导航系统技术国防重点学科实验室北京100191)摘要：针对机载合成孔径雷达(SAR)实时成像运动补偿对高精度运动参数的需求，该文提出一种基于捷联惯性导航系统／全球定位系统(SINS／GPS)组合Rauch-Tung-Striebel(R-T—s)平滑估计的实时运

2、动补偿方案。该方案在实时卡尔曼滤波的基础上，对SAR每一次合成孔径时间段内的滤波结果再进行后向平滑递推，进一步修正滤波结果。仿真试验和飞行成像数据处理结果表明，该方案可以有效提高合成孔径时间段内运动参数的估计精度。关键词：合成孔径雷达；运动补偿；捷联惯性导航系统／全球定位系统组合；平滑估计中图分类号：TN959．73；U666．12文献标识码：A文章编号：1009．5896(20l4)07_156006DOI：10．3724／SP．J．1146．2013．01258ApplicationofSmoothingAlgorithminSINS／GPSIntegratedSyst

3、emf0rAirborneSARRea1．timeMotionCompensationGongXiao—linQinTing-ting(Science＆TechnologyonInertialLaboratory，BeihangUniversity，Beijing100191，China)(KeyLaboratoryofFundamentalScienceforNationalDefense—NovelInertialInstrumentandNavigationSystemTechnology，BeihangUniversity，Beijing100191，China)A

4、bstract：ConsideringtheurgentneedofhighprecisionmotionparameterforSARmotioncompensationinreal-time，amotioncompensationschemeusingtheStrapdownInertialNavigationSystem／GlobalPositioningSystem(SINS／GPS)integratedsystembasedonRauch-Tung-Striebel(R-T—S)smoothingmethodisproposed．Inthisscheme，theK

5、almanfilteringisdonefirstlyandbasedonthis，thebackwardsmoothingiterationisperformedforcorrectingthefilter’Sresultsduringeachsyntheticaperturemoment．Theresultsofnumericalsimulationandflight—testdataprocessingshowthattheschemecaneffectivelyimprovetheprecisionofestimatesofthemotionparameterint

6、hesyntheticaperturemoment．Keywords：SAR；Motioncompensation；StrapdownInertialNavigationSystem／GlobalPositioningSystem(SINS／GPS)integration；Smoothingestimation1引言量和补偿_5，6l。基于捷联惯性导航系统fStrapdownInertial机载合成孔径雷达(SyntheticApertureRadar，NavigationSystem，SINS)和全球定位系统(GlobalSAR)是一种机载对地面目标精细成像的技术，在国P

7、ositioningSystem，GPS1的组合测量系统是目前土测绘、地质勘探等领域有重要用途，同时还具有机载SAR获取空间运动参数的主要手段[7j0在对地重要的军事用途[112】。SAR成像基本原理要求载机做观测应用中，该系统主要由一个惯性测量单元匀速直线运动。实际中，由于设备性能、大气湍流(InertialMeasurementUnit，IMU)、一套GPS接收等因素的影响，SAR天线相位中心偏离理想的匀速机、一个导航计算机(NavigationComputerSystem，直线运动刚。由此造成的运动误差，将对