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题目:弹载SAR下压成像算法研究及实现

关键词:合成孔径雷达;弹载;下压阶段;图像校正;DSP处理

  摘要


合成孔径雷达(SAR)作为一种高精度、高分辨率的成像雷达已经应用于多个领域,如军事侦查、地质的勘探与测绘、国防等。它能够在全天时、全天侯的工作,就算是在天气极其恶劣的情况下依然能够取得清晰度很高的图像。在制导阶段,弹载SAR导引头通过射频发射高频电磁波信号,再将需探测区域反射回的电磁波进行接收。通过一系列的算法可以实时解算出导弹位置从而改正误差、提高导弹命中目标的几率。

由于在导弹下压阶段飞行时,导弹做曲线运动,弹体自身本就复杂的运动变得更加复杂,使得用于机载、星载 SAR 等匀速直线运动的SAR 成像算法对于弹载 SAR 平台不再有效。为了获得大范围的成像区域,这就要求雷达天线需要进行扫描,再加之其垂直向的分速度很大,这就使得原有的平飞阶段的SAR成像算法也不再适用。需要对平飞阶段的算法进行改进以增加图像的几何精度。

本课题结合导弹在下压段飞行的运动特征对弹载SAR的成像算法进行了一系列的研究。研究的内容主要包括弹载SAR在下压段的成SAR图像算法,SAR图像几何校正算法以及图像拼接算法。论文中首先构建了导弹在下压段的数学模型并且进行了分析,然后提出了基于SPECAN的斜视成像算法,将回波信号处理为SAR图像。然后根据理论推导,推出了基于坐标映射原理的图像几何校正算法,并且进行了一系列的仿真实验以验证其准确度,并且完成了SAR图像精确校正的功能。最后介绍了图像的拼接算法以及硬件的实现。并且在DSP硬件平台上进行了调试,验证了算法的可行性以及实时性。