捷联惯性导航系统/合成孔径雷达双向信息融合技术的研究

摘要

该论文主要研究了SAR/SINS双向信息融合系统的结构和关键技术.该文通过将匹配建立在小波变换之上,依靠小波的多分辨率特性提供了分层搜索的能力,并采用恒定误差阈值减少斑点噪声对边缘提取的影响,在每一层的匹配中引入了改进的Hausdorff距离,获得快速的、鲁棒的粗匹配.又在基于Hausdorff距离匹配上,通过在参考图与实测图之间建立一一对应的点集合,从而可以引入最小二乘法提高匹配的精度.另外,文中有针对性地对惯导系统为SAR运动补偿提供信息的几个阶段作了总结与归纳.在论文的最后,给出了SAR/SINS组合导航系统、SAR/GPS/SINS组合导航系统的原理结构,仿真的结果表明SAR图像辅助导航是提高导航系统性能的一个有效途径.总之,该文对SAR/SINS双向信息融合系统的实现在理论上给予了论证,并解决了其中存在的关键技术问题,为SAR/SINS双向信息融合系统的实现奠定了基础.

目录

文摘

英文文摘

中英文对照

第一章绪论

1.1导航系统

1.1.1惯性导航系统

1.1.2基于惯导的组合导航技术

1.2 SAR：合成孔径雷达技术

1.3 SAR图像辅助导航系统

1.3.1图像辅助的惯导系统

1.3.2 SAR图像辅助导航技术的研究和应用状况

1.4信息融合

1.5本文结构

第二章INS/SAR信息融合结构

2.1 SINS/SAR双向融合的意义

2.2 SAR图像辅助导航的实现

2.3基于惯导系统的SAR运动补偿

2.4 SINS/SAR双向融合的总体框图

2.5本章小结

第三章小波分析与边缘提取

3.1引言

3.2小波基本理论与小波变换的特点

3.2.1连续小波变换

3.2.2二进离散小波变换

3.2.3小波变换的几个参数

3.3边缘提取与小波变换表达

3.3.1边缘提取算法概况

3.3.2小波变换与特征提取

3.3.3二维小波变换

3.3.4小波函数的选择与构造

3.4 SAR图像的边缘提取

3.4.1 SAR图像的边缘提取

3.4.2斑点噪声(Speckle)滤波技术的发展

3.4.3基本小波变换的SAR图像边缘提取

3.5仿真研究

3.5.1第一部分：小波变换过程

3.5.2第二部分：边缘提取

3.5.3第三部分：位移不变性

3.5.4第四部分含斑点噪声图像的边缘提取

3.6本章小结

第四章基于小波变换的SAR/光学图像匹配

4.1引言

4.2图像匹配方法

4.3基于Hausdorff距离的图像匹配

4.3.1 Hausdorff距离

4.3.2距离变换

4.3.3关于匹配度量的弱三角不等性的证明

4.4图像匹配过程和分支界限法

4.4.1图像匹配过程

4.4.2分支界限法

4.5最小二乘法

4.6基于小波变换的SAR图像/光学图像匹配及框架

4.6.1基于小波变换的SAR图像/光学图像匹配

4.6.2基于小波变换的SAR图像/光学图像匹配结构框架

4.7仿真结果

4.7.1第一部分：基于Hausdorff距离的匹配

4.7.2第二部分：基于Hausdorff距离/最小二乘法的匹配

4.8本章小结

第五章合成孔径雷达成像与运动补偿

5.1合成孔径雷达成像原理

5.2合成孔径雷达的运动补偿

5.2.1基于惯性导航系统的运动补偿方法

5.2.2基于雷达数据的运动补偿方法-自聚焦算法

5.3本章小结

第六章导航系统仿真研究

6.1 SAR/SINS组合导航系统

6.2 GPS/SINS组合导航系统研究

6.3 SINS/SINS/SAR组合导航系统

6.4本章小结

第七章总结

致谢

攻读博士学位期间发表的论文

参考文献