机载双基地SAR实测数据BP算法成像

摘要

机载双基地合成孔径雷达(Airbornc Bistatic SAR)是一种新型成像雷达体制，由于其发射系统和接收系统分置于不同的平台上，在运用上有更大的灵活性，无论在民用还是军用领域都有着广泛的发展空间。与常规SAR相比，双基地SAR的主要优点有：获取信息丰富，作用距离远，安全性、抗干扰性、抗截获性能好等。双基地SAR作为一种新概念的空间对地观测或侦察手段，近年来已成为雷达成像技术研究的热点之一。 本文首先介绍了机载双基地SAR平行飞行模式下的几何模型与回波信号模型，分析了机载双基地SAR的多普勒特性和分辨率特性，给出了分辨率与双基地SAR系统参数间的理论关系，指出双基地SAR分辨率与几何配置有密切的联系。 主要研究了双基地SAR成像算法，给出了双基地SAR RD算法和BP算法原理和流程图，仿真了平飞正侧视模式下的点目标和面目标模拟数据成像，验证了算法的有效性和适用性，结果表明RD算法只适合双基地SAR满足二阶距离近似模型的情况，适用范围比较窄；双基地SAR BP算法是一种精确的时域成像算法并且分析了BP算法的运算量，指出该算法运算量大，不适合大场景成像。提出了基于最小熵的离散调频傅立叶法(DCFT)的多普勒参数估计，可同时估计多普勒质心和多普勒斜率，通过仿真验证了该方法的性能并用RD算法对双基地SAR实测数据成像。 研究了双基地SAR的运动误差，建立了运动误差模型，分析了几种运动误差对成像的影响，并仿真了平台速度误差、平台基线误差和平台位置误差对BP算法成像的影响，为实测数据成像运动参数估计提供了理论依据。 最后把双基地SAR BP算法应用到实测数据成像，主要研究在处理实测数据过程中，时间同步误差补偿及运动参数估计等相关问题，用图像纹理特性统计量作为评价指标对双基地SAR运动参数进行估计。

目录

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第一章绪论

1.1课题背景及意义

1.2双基地SAR的国内外发展动态

1.3本文的工作内容

第二章机载双基地SAR基本原理

2.1引言

2.2机载双基地SAR几何模型

2.3机载双基地SAR系统回波信号模型

2.4系统的脉冲响应函数

2.5机载双基地SAR多普勒特性

2.5.1双基地SAR距离历史

2.5.2双基地SAR多普勒参数

2.6机载双基地SAR分辨率

2.7小结

第三章机载双基地SAR成像算法

3.1引言

3.2双基地SAR RD算法

3.2.1 SAR成像基本模型

3.2.2双基地SAR RD算法原理

3.3多普勒参数估计

3.3.1 DCFT变换原理

3.3.2最小波形熵原理

3.3.3实现方法及结果

3.4双基地SAR BP算法

3.4.1双基地SAR BP算法原理

3.4.2双基地SAR BP算法流程

3.4.3双基地SAR BP算法运算量分析

3.5仿真分析与结果

3.6机载双基地SAR成像算法比较

3.7小结

第四章基于BP算法机载双基地SAR运动误差仿真分析

4.1引言

4.2运动误差分析

4.3误差仿真分析

4.4小结

第五章双基地SAR BP算法实测数据成像

5.1引言

5.2 SAR图像质量评价指标

5.3基于图像纹理特性的运动参数估计评价指标

5.4实测数据成像

5.5小结

第六章结束语

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果