论文部分内容阅读
基于运动传感器的运动补偿是实现高分辨机载合成孔径雷达系统的关键技术之一。该技术不仅依靠高精度的运动补偿算法，而且受限于运动参量的测量精度。在机载SAR运动补偿中一般采用惯性技术与GPS组合导航系统对运动参数进行测量。因此，建立惯性领域和雷达成像领域之间的联系，研究运动参量的测量精度与SAR成像质量之间的关系将有助于惯性器件的选择以及SAR运动补偿系统、组合导航系统的设计。基于上述考虑，本文通过仿真分析了SAR运动补偿的指标要求与惯性器件精度之间的关系，并侧重于分析惯性器件精度在运动补偿方案中对SAR成像质量的影响。具体工作成果如下：
首先，围绕基于惯性测量和组合导航的机载SAR运动补偿这一核心问题，分析了载机运动误差对SAR成像质量的影响，并基于实际系统参数研究了机载SAR成像对运动补偿精度的要求。
其次，研究了惯性器件误差和组合导航算法对位置测量精度的影响。针对惯性器件误差对测量精度的影响问题，建立了IMU误差传递模型，利用轨迹发生器定性的仿真分析了不同方向的惯性器件误差与导航误差之间的联系，并结合实际惯导数据加以分析。其中，根据工程实践中用到的陀螺，还建立了陀螺仪的脉冲量化噪声模型，从理论上推导了量化噪声经纯惯性解算后的统计分布，分析了陀螺仪脉冲量化噪声对导航信息精度影响；针对组合导航算法对测量精度的影响问题，对卡尔曼滤波基本算法的精度进行了初步研究，通过仿真实验定性研究了卡尔曼滤波算法对器件误差及导航信息的影响，给出了在不同GPS精度下组合导航滤波的精度分析。
再次，研究了惯性器件精度对SAR指标的影响。通过成像仿真分析了不同方向的陀螺仪常值漂移、加速度计常值偏置、陀螺仪量化噪声以及惯导系统初始状态对SAR系统的峰值旁瓣比和积分旁瓣比的影响，并给出了满足不同波段SAR系统成像指标要求的惯性器件测量精度。
最后，针对直接以组合导航输出作为运补信息的运补方案，仿真分析得到了当组合导航算法采用闭环卡尔曼滤波时能够满足SAR成像指标要求的惯性器件精度，以及不同GPS精度对SAR成像的影响，从而为确定运动测量系统方案和惯性器件误差要求提供了参考。