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线阵三维SAR成像算法研究及仿真

作　者: 张东浩
导　师: 张晓玲；李燕斌
学　校: 电子科技大学
专　业: 软件工程
关键词: 线阵三维SAR 下视模式三维CS算法超分辨方法
分类号: TN957.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 108次
引　用: 1次
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内容摘要

线阵三维合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)成像系统是合成孔径雷达新的研究领域之一,由于通常采用波束下视的工作方式,因此能克服二维SAR成像系统存在的阴影效应。该系统通过放置在切航迹向的线阵、并利用合成孔径技术实现沿航迹向的高分辨力,利用波束形成技术实现切航迹方向的高分辨力,利用脉冲压缩技术获得高度向的高分辨力,进而获得目标点的三维信息。本文针对线阵三维SAR成像系统做了以下研究工作,分析了该系统的的成像原理,研究了该系统的成像算法,介绍了该系统的几种模式,最后分析了超分辨方法在三维SAR成像中的应用,主要内容为:1、研究了阵列三维SAR成像系统的基本原理,分析了单发多收模式下的线阵三维SAR成像系统的系统模型及回波模型,研究了线阵三维SAR空间模糊函数,分析了阵列三维SAR成像系统的分辨率。2、分别研究了基于单发多收机载线阵三维SAR成像系统的几种模式:下视模式,侧视模式,前视模式,分析了模式的优缺点。3、针对单发多收下视模式下的机载线阵三维SAR成像系统,研究了三维SAR成像算法,包括三维BP成像算法和三维RD成像算法。分析了上述两种成像算法的算法原理及处理步骤,最后给出了仿真结果。4、提出了三维CS成像算法,即传统的二维CS算法与波束形成原理相结合,从而实现三维成像。给出了CS因子的推导过程及算法步骤。最后通过仿真验证了该成像算法的有效性,并在成像效果和计算量两个方面与三维BP算法及三维RD算法进行对比,分析了算法的优缺点。5、研究了超分辨算法应用于线阵三维SAR成像的处理方法。在研究了MUSIC算法(多重信号分类法)以及ESPRIT算法(旋转不变性信号参数估计法)两种超分辨方法的基础上,给出了超分辨算法应用于线阵三维SAR成像的处理流程。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-15
  1.1 研究背景及意义  9-10
  1.2 国内外研究概况及动态  10-14
    1.2.1 国外三维SAR 研究概况及动态  10-13
    1.2.2 国内三维SAR 研究概况及动态  13-14
  1.3 本文结构安排  14-15
第二章线阵三维 SAR 成像原理  15-28
  2.1 引言  15
  2.2 信号模型  15-18
  2.3 线阵三维SAR 成像系统距离历史分析  18-20
  2.4 线阵三维SAR 模糊函数和分辨率分析  20-23
    2.4.1 模糊函数分析  20-23
    2.4.2 空间分辨率分析  23
  2.5 基于一发多收模式下的三维SAR 几种工作模式介绍  23-27
    2.5.1 下视模式  23-24
    2.5.2 侧视模式  24-25
    2.5.3 前视模式  25-27
  2.6 本章小结  27-28
第三章线阵三维 SAR 成像算法研究  28-47
  3.1 引言  28-29
  3.2 线阵三维SAR 成像系统的BP 算法  29-32
  3.3 线阵三维SAR RD 算法  32-38
    3.3.1 波束形成原理  32
    3.3.2 线阵三维SAR RD 算法  32-38
  3.4 线阵三维SAR CS 算法  38-46
    3.4.1 距离向及沿航迹向的CS 算法处理  38-41
    3.4.2 三维线阵SARCS 算法的步骤  41-44
    3.4.3 成像效果比较  44
    3.4.4 计算量比较  44-46
  3.5 本章小结  46-47
第四章超分辨方法在线阵三维SAR 成像中的应用  47-59
  4.1 引言  47-48
  4.2 多信号分类法（MUSIC）  48-51
  4.3 借助旋转不变技术估计信号参数（ESPRIT）  51-58
    4.3.1 ESPRIT 算法理论  51-54
    4.3.2 算法的统计特性  54-55
    4.3.3 各参数对性能的影响  55-58
  4.4 本章小结  58-59
第五章总结与展望  59-61
致谢  61-62
参考文献  62-65

线阵三维SAR成像算法研究及仿真

内容摘要

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