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《国防科学技术大学》 2009年
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移变双基地SAR特性与成像方法研究

杨科锋  
【摘要】:双/多基地SAR的发、收平台分置,能够实现比单基地SAR更多的功能,在高分辨率大测绘带成像、InSAR、GMTI等应用领域具有更为优越的性能和更强的灵活性。从双基地SAR的发展来看,具有一般意义双基特性的SAR系统(General bi-static SAR)的发、收运动矢量可以不同,比当前的平行等速双基地SAR更为灵活、可实现更多的功能,是未来双基地SAR发展的重要方向之一。但由于发、收速度矢量的方向和大小都可能不同,系统将具有方位移变特性,给系统实现和成像带来了新的问题,这些问题已成为近几年双基地SAR领域研究的热点。 本文将平行等速双基地SAR推广至非平行非等速的情况,以发、收速度矢量不同的双基地SAR为对象,研究了其特点和成像方法,这些研究成果可以应用到具有移变特性的一般双基SAR成像中。 第二章研究了一般双基地SAR的移变特性问题。从其空间几何模型和信号模型出发,分析了双基斜距历程及其方位空变特性,认为发、收速度矢量不同造成双基地SAR对不同方位目标成像几何的差异是造成信号方位空变的原因。然后根据分析结果推导了移变双基地SAR的多普勒参数和空间分辨率的计算公式,并分析了以上参数的空变特性,发现发、收速度比的变化对参数空变量的影响较大。 第三章建立了一种新的移变双基地SAR的高精度点目标回波频域模型。首先提出了瞬时多普勒贡献比这一全新概念,通过它把双基相位历程区分为发射和接收两部分,将双基中的“双根号和”问题转化为两个可直接应用驻相原理的单基问题。然后在此基础上建立了一种新的点目标回波频域模型,并与当前已有的几种频域模型进行了分析比较。结果表明,本建模方法物理意义明确,所得模型同时具有高精度、广泛适用性以及形式比较简洁的优势。点目标回波频域模型的建立为研究频域成像算法奠定了基础。 第四章基于前一章建立的高精度频域模型提出了一种移变双基地SAR的频率域Chirp-Z成像算法。通过对频域模型空变特性的分析,发现场景回波二维频谱具有尺度傅立叶变换特性,据此提出了应用两次逆Chirp-Z变换分别校正距离向和方位向的尺度及平移因子的成像方法,解决了移变双基地SAR成像中的二维空变问题。该算法只用到了傅立叶变换和复数相乘,是一种高效率的成像算法。 第五章研究了“发、收速度矢量不同”的典型实例-星机SAR成像相关的问题。分析了滑动聚束模式下发、收平台及目标间的几何特性与信号特点,所得结果为星机双基地SAR的参数选择和系统实现提供了依据。然后用所建立的成像方法对星机SAR进行了仿真成像,实验结果验证了模型和算法的有效性。 第六章基于本文频域模型的广泛适用性,解决了已有平行等速双基地SAR研究中在大双基角情况下频域模型精度不高的问题。并建立了适于大双基角、大斜视平行等速双基地SAR的波数域成像算法。推导了小斜视情况下高效率的双基CS成像算法。本文的模型和成像方法对进一步研究大斜视、大双基角SAR成像有重要的参考价值。
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TN957.52

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 周红;基于子带子孔径的低频SAR成像及运动目标检测技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王增宇;接收机固定双站SAR成像技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 杨永红;星机双基地SAR成像机理与算法研究[D];电子科技大学;2008年
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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 韩云;双基地SAR大斜视及移变模式下成像算法研究[D];电子科技大学;2009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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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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6 胡爱明;胡可欣;;自适应数字波束形成技术(DBF)在雷达中的应用[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年
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8 杨剑;陈曾平;刘万全;;基于多DSP的雷达成像处理平台设计[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年
9 黄艺毅;王军锋;刘兴钊;;双站ISAR成像算法的研究[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年
10 杨君;袁嗣杰;吕镜清;;FFT滤波性能研究[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 李晓明;ENVISAT卫星ASAR波模式数据海浪反演算法研究[D];中国海洋大学;2010年
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4 覃岭;无线电侦测中的阵列处理算法研究[D];电子科技大学;2010年
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10 王力宝;多输入多输出合成孔径雷达关键技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王磊;继电保护测试仪检定装置的研究与实现[D];南昌航空大学;2010年
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8 王天宝;数字调音系统的研究与实现[D];大连理工大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 黄海风;梁甸农;;一种新的星载双站SAR斜视等效距离模型[J];电子学报;2005年12期
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7 周鹏;皮亦鸣;;星机双基地SAR的两种波束同步方法[J];电子学报;2009年06期
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
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中国硕士学位论文全文数据库 前9条
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中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 李红波;收发分置SAR理论及相关技术研究[D];电子科技大学;2005年
2 刘霖;双基SAR高速数据采集与存储系统的研究与实现[D];电子科技大学;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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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
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
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9 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
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10 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
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