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《西安电子科技大学》 2009年
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合成孔径成像激光雷达实验与算法研究

郭亮  
【摘要】: 合成孔径技术源于微波成像,利用雷达平台和目标之间的相对运动实现虚拟孔径的合成,提高空间分辨率的一种方法。合成孔径技术的理论极限分辨率受到波长的限制,但是研究学者对于分辨率的追求是永无止境的。激光相对于普通光源有方向性好,单色性和频率稳定性好,高的空间和时间相干性等优势;相对于微波而言,激光有较短的波长,可以带来较高的分辨率。所以,合成孔径成像激光雷达作为合成孔径技术与激光技术的结合体,将会给人们带来惊人的空间分辨率。合成孔径成像激光雷达作为一个崭新的研究领域,拥有很多的技术难点,如系统设计,成像算法等。 本文围绕合成孔径成像激光雷达关键技术问题展开工作,内容涉及合成孔径成像激光雷达关键技术分析、距离向研究、逆合成孔径成像激光雷达室内实验系统设计和处理方法、合成孔径成像激光雷达各种工作模式的成像算法、合成孔径成像激光雷达大气影响分析和可行的室外合成孔径成像激光雷达成像系统设计,通过计算机仿真和实测实验数据对文中所提相关理论和系统进行了验证。本文的具体内容安排如下: 1.第一章为绪论,简要回顾合成孔径技术的发展和现状,并对合成孔径成像激光雷达的发展和研究现状进行了简要介绍,介绍了本文的研究工作。 2.第二章对合成孔径成像激光雷达基本理论进行概述,并较为详细分析了合成孔径成像激光雷达的关键技术。 3.第三章对合成孔径成像激光雷达系统的频率非线性问题和激光信号的接收问题进行了研究,给出了一种时域校正频率非线性的相位补偿方法,可以良好的实现距离压缩,为合成孔径成像激光雷达系统进行二维成像奠定了基础。 4.第四章设计出了一套适合合成孔径成像激光雷达室内实现的系统,该系统利用收发分置有效的解决了端面反射对于系统信号接收的影响,并且通过实测数据证实了该系统的有效性,得到了我国第一幅合成孔径成像激光雷达系统的图片。 5.第五章从合成孔径成像激光雷达系统回波信号模型出发,对各种工作模式下的成像算法进行了研究,分别给出了适合合成孔径成像激光雷达系统的条带式和聚束式两种工作模式的成像算法,最后通过计算机仿真说明了算法的有效性。在此基础之上,针对合成孔径成像激光雷达系统的特点,研究了大气对合成孔径成像激光雷达系统的影响。通过计算机仿真得到,大气对合成孔径成像激光雷达系统的主要影响就是对方位分辨率的影响。这一结论对以后的合成孔径成像激光雷达系统设计有帮助作用。 6.第六章针对合成孔径成像激光雷达受到激光源的制约(即激光调制技术获得大带宽线性调频信号与脉冲重复频率的矛盾)进行了分析,从而设计出一种低脉冲重复频率的合成孔径成像激光雷达成像系统,并分析了由于平台连续运动而引入的多普勒频移影响,并给出了补偿方法,最后给出了适合该系统相应的数据处理方法,通过仿真说明了该系统的可行性。 7.第七章对全文工作进行了总结,并对下一步的研究工作提出了建议。
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TN958.98

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
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2 臧博;张磊;唐禹;邢孟道;;逆合成孔径成像激光雷达低信噪比稀疏多孔径成像方法研究[J];电子与信息学报;2010年12期
3 臧博;郭睿;唐禹;邢孟道;;逆合成孔径成像激光雷达实包络成像算法[J];光子学报;2010年12期
4 臧博;陈士超;郭睿;唐禹;邢孟道;;星载逆合成孔径激光成像雷达空间碎片观测[J];空军工程大学学报(自然科学版);2011年04期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前5条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 郑益丽;合成孔径激光雷达技术研究[D];西安电子科技大学;2008年
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 杨洁茹;王春;;折叠式宽带信道化电子对抗接收机的设计与实现[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2008年06期
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10 王锴;谢元平;;激光陀螺模式电压的求解算法与实现[J];半导体光电;2010年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 柴金华;刘宁;;雾天远程激光测距技术分析[A];光子科技创新与产业化——长三角光子科技创新论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年
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5 林亭;曾新吾;孙海洋;;欠空间采样率下相位在DOA估计中的应用[A];中国声学学会第九届青年学术会议论文集[C];2011年
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7 杨海粟;磨国瑞;张江华;刘婷;;雷达导引头DBS回波信号模拟仿真[A];2011年通信与信息技术新进展——第八届中国通信学会学术年会论文集[C];2011年
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9 王向红;王海涛;;空间信号处理中的信息融合技术研究[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
10 谢冀江;潘其坤;李殿军;张来明;杨贵龙;郭劲;;声光调Q CO_2激光器的理论计算和实验研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 马建立;DPL的光束质量控制及稳定倍频技术研究[D];长春理工大学;2010年
2 蔡智富;脉压雷达信号的识别与参数估计算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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4 宋洪涛;GPS接收机抗干扰技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
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7 于蕾;OFDM系统的信道估计技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨毅;FMCW雷达高度表数字信号处理技术研究[D];中国工程物理研究院;2009年
2 史卫平;DInSAR技术及其在矿区地面沉降监测中的应用研究[D];山东科技大学;2010年
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7 陈磊;激光测风雷达回波信号处理技术的研究[D];长春理工大学;2010年
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10 崔盈慧;基于障碍物智能识别的人机融合汽车安全预警研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘建新,高攸纲;几何绕射理论应用中的后向射线跟踪问题[J];北京邮电大学学报;1996年02期
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3 黎海涛,徐继麟;超宽带线性调频雷达目标回波模型[J];电波科学学报;1999年04期
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前3条
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2 张云;合成孔径激光雷达[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2006年
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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5 孟敏 王学才;激光雷达[N];解放军报;2003年
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7 胡蕊;激光雷达测绘技术应用于修复古长城[N];经济日报;2006年
8 本报记者 王奎庭;激光雷达 空中“探物”[N];中国环境报;2001年
9 记者 曾永联 通讯员 黄伟民 吴诗嘉;广西用三维激光雷达航测设计输变电工程[N];广西日报;2006年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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