机载超宽带合成孔径雷达运动补偿技术研究

【摘要】： 机载超宽带合成孔径雷达(UWB SAR)中，载机的非理想运动是引起信号相位误差的主要原因。因此，运动补偿是实现高分辨率成像的前提，也是机载UWB SAR中的关键技术之一。 本文首先研究获取载机运动参数的问题。在分析全球定位系统(GPS)与惯性导航系统(INS)及组合导航系统的性能后，设计了应用于UWB SAR的一种简化模型，从而降低系统的实现难度。分析了反射位移法(RDM)估计载机运动速度的原理，进而提出了改进RDM(IRDM)算法，以克服RDM在UWB SAR应用中存在的问题。 考虑到以上两种方法之间存在信息冗余性与互补性，将数据融合方法引入机载UWB SAR运动补偿。在建立了样条函数表示载机真实航迹的模型后，采用多测量信号联合估计样条系数的方法实现融合。由于融合方法充分结合了载机的运动模型以及UWB SAR的特性，因此能较好地提高运动补偿性能。 最后，研究运动补偿与UWB SAR中距离多普勒(RD)成像算法相结合的实现方法，其中采用一阶和二阶补偿以分别消除空不变和空变误差的影响。在此基础上研究基于图像数据的运动补偿，对成像结果中的误差进行估计与补偿，以多途径全频段地消除相位误差的影响。