收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

双基SAR成像算法研究

熊涛  
【摘要】:双基合成孔径雷达(BiSAR, Bistatic Synthetic Aperture Radar)是一种特殊构型的合成孔径雷达,它的接收机和发射机装载在不同的飞行平台上。这样的构型可以提高数据录取的灵活性,并且扩展SAR的应用领域。基于以上优点,双基合成孔径雷达在最近的几年得到了广泛的发展。由于收发异置,双基SAR回波信号的距离历程是两个根号和的形式,传统单基SAR的驻定相位点原理无法求得双基SAR回波信号在二维频率域的精确表达式。因此,用于单基SAR的频域算法将不再适用于双基SAR数据处理。针对上述问题,本论文主要对两个方面进行研究:(1)任意双基SAR回波信号的二维频谱;(2)双基SAR成像处理算法。本论文可以概括为以下几点: 1.提出了一种求解任意双基SAR回波信号二维频谱的新方法。实际上,驻定相位点可以看做是方位频率的隐函数。因此,可以用方位频率的级数将其表示。利用所得到的驻定相位点,信号的二维频谱也随即得到。和级数反演法(MSR,Method of Series Revision)频谱类似,这里所得到的频谱的精度都可以通过保留足够的项数而得到控制。从数学推导的角度上来说,隐函数导数的方法是MSR方法的一种推广。该方法不仅可以精度较高地得到任意双基SAR的二维频谱,在平行等速双基SAR的构型下,通过数学推导,可以将斜距历程中的双根号和的项化简为单根号项,这个特点对于简化后续的成像处理是有益的。作为一个例子,该部分还将所得到的频谱应用于成像算法,得到了适用于平行等速双基SAR构型的改进的距离多普勒算法,并且成功地得到了仿真数据的处理结果。 2.推导了一种针对任意双基SAR构型的等效单基频谱。首先,提出了一个等效单基斜距历程,这个斜距历程由等效单基部分和双基补偿部分组成。这两个部分包含了五个等效参数。通过这样的方法,可以构造一个只有一个根号的双曲线去替代任意双基SAR的双根号和的斜距历程。其中,等效单基部分包含三个等效参数,双基补偿部分包含两个等效参数。利用这样的斜距历程,任意双基SAR的瞬时斜距可以改写为一个单基斜距历程的形式。这样,基于这个近似的斜距历程,其二维频谱可以通过驻定相位点原理精确并且直接得到。需要说明的是,上述提到的等效单基斜距历程,其精度相当于对原始双基SAR斜距历程以方位时间为变量的四阶泰勒展开。因此,即使在非常极端的条件下,比如极高的分辨率以及极大的斜视角情况下,得到的频谱仍然精度很高,仍然可以适用于回波信号的聚焦。 3.将上一部分得到的等效单基频谱应用到改进的距离多普勒算法(RDA,Range Doppler Algorithm),然后将该算法用于处理平行等速双基数据。这种改进的RDA有着和传统RDA相同的操作流程,但与传统RDA不同的是,改进的RDA当中,距离徙动校正和方位匹配滤波器是五个等效参数的函数。因此,在这五个等效参数未知的情况下,传统的RDA将无能为力。在引入等多普勒中心线(EDCL,Equal Doppler Center Line)的基础上,提出了一个求解五个等效参数的新方法。新方法利用级数反演法求解等效参数,其精度较高,并且比以往的数值计算更加容易操作。在平行等速双基构型下,仿真实验得到了良好的结果。同时,本部分的方法还应用到了实测数据的处理上。 4.提出一种求解回波信号的二维频谱的新方法,这个方法对单基SAR和任意双基SAR都适用。这里首先提出改进的有效波长(MEW, Modified EffectiveWavelength)。利用改进的有效波长,回波信号的二维频谱可以通过几何构型直接得到。对于单基SAR,其推导二维频谱求解可以避免运用驻定相位点时的解方程过程。对于任意双基SAR,求解二维频谱的过程中要用到一个假设,即在录取数据的过程中,发射机和接收机的方位时间相同(实际上这也是由双基SAR的时间同步决定的)。在这个假设的基础上,可以推导出两个独立的有效波长,这样得到的频谱具有极高的精度,并且表达简洁。和MSR相似,这个双基频谱的精度也可以通过增加级数的办法进一步提高。所得到的频谱在很极端的情况下(大斜视以及高分辨),对数据的处理依然有效。 5.最后,基于上一部分的二维频谱提出两种分别针对单基SAR和平行等速双基SAR的改进Omega–K算法。值得指出的是,改进的Omega–K算法用到了改进的相位点乘以及改进的Stolt映射。这两个非常重要的操作步骤,使得新的算法相比传统的算法更加适合SAR数据处理。仿真数据和实测数据都验证了这两个改进算法的有效性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 张磊;陈海花;;基于Otsu方法和数学形态学的SAR图像海岸线检测[J];微计算机信息;2011年07期
2 梁奉龙;陈永强;;一种SAR图像Kelvin尾迹反演舰船速度的方法[J];科学技术与工程;2011年20期
3 邹丽丽;崔海山;;数据融合方法在道路提取中的应用研究[J];热带地理;2011年04期
4 刘庆富;邢世其;代大海;王雪松;;SAR干扰机中的收发信号耦合模型及隔离解决方法[J];电子学报;2011年06期
5 吴义兵;宋建社;王瑞花;;基于分形维数的SAR图像纹理特征的提取[J];四川兵工学报;2011年07期
6 田会永;李仲来;王燕;罗佳宇;高鑫;;基于强角点的SAR图像自动配准[J];科学技术与工程;2011年21期
7 张毅;蒋兴伟;宋清涛;;基于外部风向初始信息的SAR影像海面风场反演研究[J];遥感技术与应用;2011年04期
8 王增宇;李欣;黄晓涛;;固定接收机双站UWB SAR改进NLCS算法[J];雷达科学与技术;2011年04期
9 陈明华;阎建平;;发射药燃烧光谱测试技术[J];光电技术应用;2011年04期
10 ;[J];;年期
11 ;[J];;年期
12 ;[J];;年期
13 ;[J];;年期
14 ;[J];;年期
15 ;[J];;年期
16 ;[J];;年期
17 ;[J];;年期
18 ;[J];;年期
19 ;[J];;年期
20 ;[J];;年期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 苏晓阳;翟国芳;孙进平;;多模式高分辨率SAR通用成像处理算法设计[A];全国第4届信号和智能信息处理与应用学术会议论文集[C];2010年
2 刘晨;张冠杰;张涛;;基于回波的SAR成像沿航向运动补偿算法[A];2010通信理论与技术新发展——第十五届全国青年通信学术会议论文集(上册)[C];2010年
3 田继华;路绪光;张玉玺;孙进平;;压缩感知SAR成像自聚焦运动补偿[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
4 兰天;余安喜;梁甸农;陈祺;;天线指向量化对多模式SAR成像的影响[A];全国第三届信号和智能信息处理与应用学术交流会专刊[C];2009年
5 邓黾;吴彦鸿;;双站合成孔径雷达ωk成像算法研究[A];全国第五届信号和智能信息处理与应用学术会议专刊(第一册)[C];2011年
6 徐凯;孙淑光;刘瑞华;;基于载机速度变化分析的SAR运动补偿[A];全国第二届信号处理与应用学术会议专刊[C];2008年
7 叶继海;江月松;赵继芝;郭泾平;;基于北斗信号的SAR成像方法研究[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
8 ;Assessment of Statistical Models for Clutter and Target in SAR Images[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
9 王鹏波;陈杰;李春升;;时钟同步误差对多通道天线星载SAR成像性能的影响[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
10 佘二永;;SAR图像目标解译技术分析[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 熊涛;双基SAR成像算法研究[D];西安电子科技大学;2012年
2 刘保昌;SAR解多普勒模糊与双基SAR成像算法研究[D];西安电子科技大学;2010年
3 李燕平;单/双基SAR成像和运动补偿研究[D];西安电子科技大学;2008年
4 王昕;高分辨率机载SAR成像算法研究[D];南京航空航天大学;2011年
5 杨科锋;移变双基地SAR特性与成像方法研究[D];国防科学技术大学;2009年
6 戴春杨;移动双基地SAR成像理论与方法研究[D];电子科技大学;2012年
7 岳昔娟;稀少(无)控制条件下机载SAR高精度定位技术研究[D];武汉大学;2009年
8 安道祥;高分辨率SAR成像处理技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
9 李宁;双基地高超音速弹载SAR可用性与算法研究[D];国防科学技术大学;2011年
10 刘燕;高分辨率及新模式SAR成像算法研究[D];西安电子科技大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 廖辉旺;星载SAR Doppler参数估计算法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 黎庆;星载SAR信道建模与回波检测性能研究[D];电子科技大学;2011年
3 何强;弹载SAR干扰抗干扰仿真研究与软件开发[D];电子科技大学;2011年
4 刘洋涛;基于实测数据的机载SAR成像技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
5 廖可非;单激励三维SAR实验系统及成像技术研究[D];电子科技大学;2010年
6 化国强;基于全极化SAR数据玉米长势监测及制图研究[D];南京信息工程大学;2011年
7 王大芳;单极化SAR图像的地形变化检测和森林积雪的多极化仿真[D];复旦大学;2010年
8 张东浩;线阵三维SAR成像算法研究及仿真[D];电子科技大学;2010年
9 张来胜;SAR原始数据压缩算法研究[D];国防科学技术大学;2010年
10 周玉刚;基于宽带合成的高分辨SAR技术研究[D];电子科技大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 牛耕田 李志军;晋城市实施农村双基工程[N];山西日报;2000年
2 孟伟;下发一号文件力推双基建设[N];中国安全生产报;2010年
3 通讯员 杨云山;我国首个机载SAR测图系统实现首飞[N];中国航空报;2009年
4 丁阳;SAR:波段操作好帮手[N];江苏经济报;2001年
5 钟勇;国内首套SAR测图系统通过评审[N];中国测绘报;2010年
6 记者 赵亚辉;自主产权机载SAR测图系统研制成功[N];人民日报;2011年
7 本报通讯员 林远巨 本报记者 王华飞;我市人口计生“双基工程”启动[N];台州日报;2009年
8 记者 王华飞 通讯员 林远巨 曹玲华;平桥率先实施计生“双基工程”[N];台州日报;2009年
9 陆敏刚;注重双基 崇尚能力[N];中国教育资讯报;2002年
10 胡金山;内蒙古调查总队抓双基建设保数据质量[N];中国信息报;2010年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978