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题目:基于方位向非均匀采样的高分辨率星载SAR成像处理方法

关键词:合成孔径雷达,高分辨率,多普勒空变特性,非均匀采样,成像处理

  摘要



 

星载合成孔径雷达(简称SAR)是一种全天时、全天候的微波遥感成像雷达。其在军事侦察、地形测绘、资源探测、海洋观测、生态监测、自然灾害监测、快速救援等方面均有重要价值。随着星载SAR技术的提高,高分辨率和宽观测带成为了星载SAR发展的必然趋势。目前的成像处理算法大多基于近似的等效斜视模型,然而,在高分辨率条件下,该模型会带来成像多普勒参数失配问题。这一问题使得场景边缘处的成像质量下降,限制了方位向一次成像场景宽度。

本文通过方位向非均匀采样对多普勒空变误差进行补偿,提高了场景边缘处成像质量,实现了高分辨率宽观测带成像。

在第二章中,首先研究了星地空间几何关系,在此基础上,开展了总体性能统一分析方法研究;最后针对方位向非均匀采样对总体性能的影响进行了分析。为后续高分辨率星载SAR仿真和成像奠定了系统分析基础。

在第三章中,主要针对目前常用的星载SAR成像处理算法中的距离多普勒算法、Chirp Scaling 算法和波数域算法开展研究,为后续基于方位向非均匀采样的高分辨率成像处理算法的研究奠定理论基础。

在第四章中,首先研究了高分辨率星载SAR回波信号几何模型和数学模型;然后开展了高分辨率星载SAR回波信号仿真研究,给出了关键仿真参数的计算方法;接着针对高分辨率星载SAR中存在的多普勒空变特性开展了分析;最后,分析了等效斜距模型产生的多普勒参数空变误差,为后续非均匀采样补偿奠定了基础。

在第五章中,首先,通过方位向非均匀采样补偿了等效斜距模型引入的多普勒参数空变误差;然后,开展了Nonlinear Chirp Scaling(NCS)成像处理算法修正方法研究;最后,给出了点目标仿真成像结果,验证了基于方位向非均匀采样的高分辨率成像处理方法的有效性。