【摘 要】
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前视双基地SAR由于可以对飞行方向正前方区域进行成像,现在越来越受到国内外研发人员的重视。SAR成像中,多普勒中心频率误差会导致信噪比下降、图像平移;多普勒调频率不准确
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前视双基地SAR由于可以对飞行方向正前方区域进行成像,现在越来越受到国内外研发人员的重视。SAR成像中,多普勒中心频率误差会导致信噪比下降、图像平移;多普勒调频率不准确将导致图像模糊、对比度下降;高阶多普勒参数误差会造成图像失真。另外,在实际的SAR飞行中,载机平台很容易受到气流等影响,从而产生运动误差,进而影响SAR图像的聚焦质量。本文针对前视双基地SAR的多普勒参数估计和运动补偿技术展开研究,主要研究内容包括:1.建立了前视双基地SAR的几何模型,给出了点目标的回波模型,并分析其距离历史特性和多普勒特性。研究发现:前视双基地SAR的多普勒参数具有质心大、调频斜率较小、高阶多普勒参数不可忽略等特点。同时,通过对线性调频信号的相位误差进行分析,发现一次相位误差会导致信号中心频率发生偏移,二次相位误差造成压缩信号展宽、旁瓣电平升高,高次相位误差造成主瓣不对称等。2.研究了基于Radon变换和距离徙动校正函数的多普勒模糊数估计方法。运用Radon变换对距离压缩后的回波信号进行角度估计,再利用回波信号的直线斜率与多普勒模糊数之间的关系,实现多普勒模糊数估计。通过构造距离徙动校正函数并以最小熵为代价函数,估计得到多普勒模糊数。仿真实验表明:这两种方法都可以很准确估计多普勒模糊数。3.提出了一种结合牛顿迭代和DCFT的前视双基地SAR多普勒参数估计方法。通过互相关技术完成距离徙动校正之后,采用DCFT算法估计多普勒参数的初始值,再利用牛顿迭代法实现准确估计。仿真实验表明:与基于几何的方法和DCFT算法相比,提出的算法能够获得更准确的估计结果。4.研究了基于离散多项式相位变换(DPT)的前视双基地SAR多普勒参数估计方法。对回波信号完成距离压缩和距离徙动校正之后,提取方位向信号,利用DPT从高阶到低阶依次估计出多普勒参数。仿真结果表明:这种算法不仅可以准确估计低阶多普勒参数,更可以准确估计三阶多普勒参数。5.建立了运动误差在航迹向、偏航向和俯仰向的误差模型,分析了恒定速度误差和线性速度误差对成像造成的影响,仿真验证了理论模型和公式推导的正确性。提出了一种基于多普勒参数估计的运动补偿方法:利用估计的多普勒参数,构造方位向压缩参考函数,结合前视双基地SAR成像算法,实现了前视双基地SAR的聚焦成像。最后,通过双基地SAR实测数据验证了算法的有效性。
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