SAR成像算法及技术研究

论文摘要

合成孔径雷达（SAR）是一种置于运动平台（如飞机和卫星等）的成像雷达,具有全天时、全天候、远距离成像的特点,因此可以大大提高雷达的信息获取能力,近年来在军事和民用方面都得到了广泛的发展和应用。本文首先介绍了二维SAR成像的基本原理,分析了二维SAR距离和方位向上的分辨率以及距离徙动特性,研究了经典的SAR成像算法——距离-多普勒（R-D）算法在三种情况（正侧视,小斜视校正距离走动,小斜视校正距离走动和弯曲）下的具体原理和实现,并用模拟数据简单实现了小斜视校正距离走动和弯曲时的成像。本文接着简单介绍了多普勒参数和成像几何的关系,用三种常用的方法（方位谱峰值估计法、相关函数法、符号-多普勒估计法）来估计多普勒中心频率和用图像偏置法（MD算法）来估计多普勒调频率,并利用实测数据验证和比较了各种方法。本文最后研究SAR原始数据压缩:先介绍了SAR原始数据压缩的基础-量化理论,并编程计算出数据服从高斯分布和瑞利分布时的量化电平和输出电平;然后介绍了两种SAR原始数据压缩算法（块自适应量化（BAQ）算法和块自适应幅相量化（BAAPQ）算法）,并对压缩前的实测数据和压缩后的实测数据分别成像,两种成像结果基本无差别,这表明压缩算法是有效的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 合成孔径雷达的发展历史
• 1.2 国内合成孔径雷达研究概况
• 1.3 本文研究内容
• 第二章 二维SAR 成像原理及常用算法
• 2.1 引言
• 2.2 二维SAR 成像基本原理
• 2.2.1 二维SAR 原始数据的录取
• 2.2.2 二维SAR 分辨率
• 2.2.3 距离徙动
• 2.3 距离-多普勒（R-D）算法
• 2.3.1 忽略距离弯曲的正侧视R-D 算法
• 2.3.2 校正距离走动的小斜视R-D 算法
• 2.3.3 时域校正距离走动并频域校正弯曲的R-D 算法
• 2.4 时域校正线性距离走动并频域校正弯曲的R-D 算法仿真
• 第三章 多普勒参数估计
• 3.1 引言
• 3.2 多普勒参数和成像几何的关系
• 3.3 基于实测数据的多普勒中心频率估计
• 3.3.1 方位谱峰值估计法
• 3.3.2 相关函数法
• 3.3.3 符号-多普勒估计法
• 3.3.4 多普勒中心解模糊
• 3.3.5 多普勒中心估计结果分析
• 3.4 多普勒调频率估计
• 3.4.1 图像偏移法（MD 算法）估计多普勒调频率
• 3.4.2 多普勒调频率估计结果分析
• 第四章 雷达原始数据压缩
• 4.1 引言
• 4.2 量化理论
• 4.2.1 标量量化
• 4.2.2 均匀量化
• 4.3 SAR 原始数据的统计特性
• 4.4 块自适应量化（BAQ）
• 4.4.1 引言
• 4.4.2 块自适应量化算法流程
• 4.4.3 仿真结果分析
• 4.5 块自适应幅相量化（BAAPQ）
• 4.5.1 引言
• 4.5.2 块自适应幅相量化算法流程
• 4.5.3 仿真结果分析
• 第五章 结束语
• 5.1 本文总结
• 5.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在读研期间参加的科研项目