高分辨率机载SAR外定标技术研究及精度分析

摘要

辐射定标是通过定标器、热带雨林等已知雷达散射截面积的定标设备，获取定标参数，进而计算整幅图中每个单元的散射截面积。未经定标的SAR系统不仅系统稳定性差，测量重复率差，而且其图像无法精确地反映出来实际地物的散射特性[1]。这将直接影响到定量遥感工作的顺利完成。故对SAR系统进行定标势在必行。
　　文章就 SAR辐射定标技术问题展开研究，首先研究了基于均匀分布目标的天线方向图测试技术。主要在IDL环境下，采用平差方法剔除定标场地中非均匀地物，从而提高SAR图像目标的识别能力，并应用最小二乘方法拟合天线方向图。同时，采用Envi软件进行天线方向图测量。将两种方法结果与实测值进行比较，得出基于IDL均匀分布目标的测量方法更接近于实测值的结论。
　　其次详细研究常用四类角反射器微波反射特性，并从制作工艺误差切入，详细的分析了不同加工误差对二面角角反射器及三角锥形角反射器影响。模拟结果表明：相比较其他影响因素，夹角及不平整度对角反射器雷达散射截面积影响程度较大。
　　最后，详细的分析定标常数计算中的两种方法（积分法与峰值法）的优缺点并通过实验数据评价其定标精度。
　　对上述的技术及相关结论，文章采用Terra-SAR数据及X波段机载SAR数据，进行实验验证与分析，得出以下几点结论：（1）在定标常数计算过程中，积分法较峰值法更为稳定。（2）在定标设备方面，三角形角反射器相比正方形角反射器、扇形角反射器定标结果更稳定。（3）机载 SAR定标虽然受到飞行平台稳定性的影响，但在单次的实验中依然取得了较高稳定度的结果。

目录

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1绪论

1.1选题背景及意义

1.2 SAR系统发展概况

1.3辐射定标技术发展

1.4研究内容及章节安排

2 SAR辐射定标基础理论

2.1雷达方程

2.2 SAR辐射定标

2.3天线方向图测量

2.4点目标脉冲响应能量的提取

2.5定标常数计算公式

2.6辐射定标误差源

2.7小结

3天线方向图测量

3.1基于IDL均匀分布目标在轨测试方法

3.2 Envi软件天线方向图增益测量

3.3实测天线方向图

3.4相关性分析

3.5 SAR天线方向图校正

3.6小结

4角反射器RCS值仿真

4.1RCS

4.2 FEKO仿真

4.3基于FEKO软件的角反射器RCS仿真

4.4角反射器RCS误差分析

4.5小结

5 SAR辐射定标实验及精度分析

5.1定标场

5.2点目标

5.3TerraSAR-X定标实验

5.4机载SAR定标实验

5.5小结

6结论

致谢

参考文献