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机载SAR定位精度的研究

苗慧  
【摘要】: 定位精度是合成孔径雷达(SAR)系统的一项重要指标。在军事目标侦察、导弹末制导以及地图测绘等方面都起着至关重要的作用,因此对SAR定位精度的研究有重要意义。本文主要研究机载SAR定位精度的影响因素以及提高SAR定位精度的方法,并且对干涉合成孔径雷达(INSAR)定位精度也作了分析。 本文首先分析了基于R-C模型的SAR目标定位原理,定义了SAR定位精度。接着详细分析了SAR定位精度的四个主要影响因素,给出了SAR定位精度的数学推导,并且讨论了相关参数对SAR定位精度的影响,该部分为SAR系统总体设计提供依据,即从设计的角度提高SAR定位精度。 本文针对载机运动误差详细深入研究了SAR的运动补偿方法,用以提高其定位精度。本文将载机的运动误差分解为方位向和距离向的误差,针对不同方向的误差采用不同的补偿算法,对于方位向运动误差采用自聚焦算法,对于距离向运动误差则提出一种非定点的距离向运动补偿算法。仿真与实际数据的处理结果表明该算法对提高SAR定位精度有重要作用。 本文依据SAR的Leberl构像模型,利用地面控制点解算天线状态矢量,从而提高SAR定位精度。本文首先分析目前几类构像模型的原理以及优缺点,根据实际飞行对该构像模型进行了改进,克服了天线在偏离正侧视情况下该模型不准确的缺点,通过改进的模型可以对SAR进行单图像定位与立体图像定位。 本文从INSAR的原理入手,首先介绍通常计算INSAR高程的方法,由于该方法需要相位解缠,因而有不可避免的误差存在。本文提出了一种利用矩阵最小范数解来求解高程的闭式算法,该算法较好的利用了INSAR的成像几何关系,避免了相位解缠,从理论上提高了TNSAR定位精度。最后本文对影响INSAR定位精度的参数进行了详细的分析。 本文通过对SAR定位精度的分析与推导,研究并开发了一套SAR定位精度的仿真系统,该系统通过加入外界误差直观地得到SAR定位精度的变化形式以及SAR图像的几何失真方式。该仿真系统有助于研究影响SAR定位精度的主要参数,从而更好的提高SAR的定位精度。


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