某型无人机载SAR成像运动补偿研究

论文摘要

合成孔径雷达(SAR)成像可以获取高分辨率的图像,它提高了雷达的信息获取能力和信息感知能力。目前SAR已经作为现代雷达一种的新功能广泛地应用于机载雷达系统中。特别是在中、低空的轻型飞机上装配了SAR系统,在实际录取数据中由于受到气流等影响使得雷达平台的运动轨迹和状态很难控制平稳,所以对于机载SAR基于数据的运动误差分析和运动补偿的研究具有非常重要的应用价值和理论意义。SAR技术的研究一般是建立在SAR成像的基础上,而对于SAR成像原理的理解和成像算法的实现是SAR成像的必要条件。本文首先从物理概念和仿真数据的成像处理两个方面对SAR成像原理进行了介绍,然后对SAR常用的成像算法进行了论述。运动补偿是合成孔径雷达成像的重要组成部分。机载SAR的运动补偿可分为基于仪表测量的运动补偿和基于SAR数据的运动补偿。本文重点讨论了基于SAR数据的运动补偿。对于SAR数据运动误差的分析有助于运动补偿的实现,通过建立运动误差模型并利用所提出的基于强散射点的运动误差分析方法对所研究的SAR不同的实测数据进行分析,找到不同数据的运动误差的规律,并提出相应的运动补偿策略。根据基于数据运动误差分析的结果,本文详细地论述了二种基于数据的运动补偿方法,即为基于多普勒瞬时调频率估计的运动补偿方法和基于相位梯度自聚焦(PGA)的运动补偿技术。

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摘要

ABSTRACT

1 绪论

1.1 合成孔径雷达历史及国内外发展现状

1.2 机载SAR运动补偿发展概述

1.3 本文的研制目标及完成工作

2 合成孔径雷达成像原理及成像算法分析

2.1 SAR成像原理

2.2 SAR成像的点目标目标仿真

2.3 点目标回波信号的数学模型

2.4 距离-多普勒算法

2.5 其他SAR成像算法简介

2.6 小结

3 该型无人机载SAR基于数据的误差分析

3.1 机载SAR运动误差简介

3.2 基于强点散射的机载SAR数据运动误差分析数据方法

3.3 某型无人机SAR实测数据的仿真误差分析结果

3.4 SAR实测数据的运动误差分析对比和运动补偿方法

3.4.1 实测数据运动补偿处理

3.4.2 实测数据运动误差和补偿对比分析

3.5 小结

4 无人机载SAR基于数据的运动补偿方法

4.1 基于多普勒瞬时调频率估计的运动补偿方法

4.2 基于PGA算法的运动补偿

4.3 小结

5 结束语

5.1 论文总结

5.2 课题展望

致谢

参考文献

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