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基于子孔径处理的SAR高分辨率成像算法研究
作 者: 仇志华
导 师: 李勇
学 校: 南京航空航天大学
专 业: 信号与信息处理
关键词: 合成孔径雷达 超高分辨率成像 重叠子孔径 运动补偿 极坐标格式算法 图像拼接
分类号: TN958
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
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内容摘要
合成孔径雷达(SAR)是现代遥感领域的一项重要技术,相比光学和红外遥感,SAR能够全天时、全天候远距离的对地面目标进行高分辨成像,具有重要的军用和民用价值。高分辨率是SAR区别于其它雷达的最重要特征,追求更高的分辨率是SAR成像不懈追求的目标。目前超高分辨SAR是一个重要的研究方向。成像算法是高分辨SAR信号处理的核心。在目前众多的成像算法中,子孔径算法因其在成像性能、运动补偿和成像效率三方面具有比较独特的优势而备受重视。以重叠子孔径算法(OSA)为核心的高性能成像处理方案已经在国外的先进的机载SAR系统上得到了验证。本文所作的工作如下。论文第一章绪论,回顾了SAR技术的发展历程,分析了国内外SAR的研究现状;并介绍了本文的研究背景和主要工作。论文第二章介绍了SAR成像的模式,以及基本的成像原理;研究了聚束SAR回波信号的频率历程;推导了其距离向和方位向分辨率。论文第三章对聚束SAR的极坐标格式算法(PFA)进行了详细的介绍,并对PFA的分辨率和成像区范围进行了分析。论文第四章研究了重叠子孔径成像算法的基本原理。首先,以一维信号为模型,介绍了重叠子孔径的基本概念,并通过计算机仿真验证了算法的可行性;然后,分析了OSA在聚束SAR中的应用,详细的阐述了它对残留相位补偿的原理,并给出具体的实现方法;最后,给出了点目标仿真和实测数据结果。论文第五章研究了基于子孔径处理的条带SAR拼接成像算法。首先,对条带数据进行子块划分,对每个子块进行格式转换,接着对每个子块的数据用OSA算法处理;然后将每个子块得到的图像进行拼接得到连续的条带图像;最后,分别给出了实测数据处理结果,验证了算法的有效性。最后,结束语对全文的工作进行了总结,并指出了下一步需要继续研究的问题。
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全文目录
摘要 4-5 ABSTRACT 5-11 第一章 绪论 11-17 1.1 合成孔径雷达 11 1.2 研究历史及现状 11-14 1.2.1 SAR 技术起源 11-12 1.2.2 国外SAR 技术研究现状 12-14 1.2.3 国内SAR 技术研究现状 14 1.3 本文的主要内容 14-17 1.3.1 研究背景 14-15 1.3.2 本文主要工作 15-17 第二章 SAR 回波信号分析及成像原理概述 17-24 2.1 SAR 的成像模式 17-18 2.2 SAR 回波信号分析 18-20 2.2.1 SAR 成像几何及其回波模型 18-19 2.2.2 聚束SAR 回波信号频率历程分析 19-20 2.3 距离向高分辨率的实现 20-22 2.4 方位向高分辨率的实现 22-23 2.5 本章小结 23-24 第三章 基于PFA 的全孔径成像处理算法分析 24-41 3.1 引言 24-25 3.2 Dechirp 技术 25-27 3.3 PFA 信号处理流程 27-35 3.3.1 算法流程图 27-28 3.3.2 回波信号模型 28-31 3.3.3 距离向插值 31-33 3.3.4 方位向处理 33-35 3.3.5 距离向聚焦 35 3.4 PFA 局限性 35-38 3.5 点目标仿真 38-40 3.6 本章小结 40-41 第四章 聚束SAR 的重叠子孔径处理 41-86 4.1 引言 41 4.2 一维信号的子孔径成像处理 41-52 4.2.1 一层子孔径处理 41-46 4.2.2 一层子孔径性能分析 46-47 4.2.3 两层子孔径处理 47-50 4.2.4 两层子孔径性能分析 50-51 4.2.5 M 层子孔径处理 51-52 4.3 OSA 在聚束SAR 中的应用 52-84 4.3.1 方位子孔径处理 53-73 4.3.2 两维子孔径处理 73-83 4.3.3 实测数据处理 83-84 4.4 本章小结 84-86 第五章 基于子孔径处理的SAR 条带拼接成像算法 86-93 5.1 引言 86-87 5.2 数据转换原理 87-88 5.3 图像分辨率计算 88 5.4 子块拼接成像算法的信号处理流程 88-90 5.5 实测数据处理 90-91 5.6 本章小结 91-93 第六章 结束语 93-95 参考文献 95-100 致谢 100-101 在学期间的研究成果及发表的学术论文 101
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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 雷达 > 雷达:按体制分
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