機(jī)載SAR運(yùn)動誤差分析與補(bǔ)償方法研究.pdf

1、合成孔徑雷達(dá)(SAR)技術(shù)依賴于傳感器和目標(biāo)之間的相對運(yùn)動信息。如果傳感器飛行路徑不能精確掌握，或SAR處理器受其處理飛行數(shù)據(jù)能力的限制，將直接導(dǎo)致SAR圖像質(zhì)量的降低。對于裝備在低空飛行的飛機(jī)或飛行器上的SAR，在要求高空間分辨率時(shí)，由于空氣湍流的影響以及載機(jī)需要的機(jī)動，運(yùn)動誤差將是特別關(guān)鍵的因素。因此，對于高分辨率機(jī)載SAR而言，對運(yùn)動誤差進(jìn)行分析，而后對其進(jìn)行補(bǔ)償是必須的。本文的研究工作就是針對機(jī)載SAR運(yùn)動誤差的補(bǔ)償展開的。

2、 本論文的主要研究內(nèi)容包括：(1)為獲得高分辨率的SAR圖像，從影響常規(guī)雷達(dá)分辨率的因素入手，詳細(xì)論述了SAR回波信號匹配濾波處理的過程；并由此歸納出SAR的R—D成像算法。(2)論述了天線相位中心(APC)運(yùn)動誤差對機(jī)載SAR距離向與方位向脈沖響應(yīng)的影響規(guī)律，即：APC運(yùn)動對距離向的脈沖響應(yīng)的影響完全可以忽略；低頻運(yùn)動誤差主要影響方位向脈沖響應(yīng)的主瓣，進(jìn)而影響SAR圖像分辨率，高頻運(yùn)動誤差主要是在方位向脈沖響應(yīng)的主瓣附近產(chǎn)生一些幅

3、度較大的旁瓣，從而降低了主瓣的能量以及在旁瓣區(qū)域出現(xiàn)較強(qiáng)的虛假點(diǎn)目標(biāo)；對SAR發(fā)射模式輻射方向圖以及發(fā)射．接收模式輻射方向圖進(jìn)行了深入的理論分析，得出了天線指向的變化會對散射點(diǎn)的回波信號的幅度產(chǎn)生影響，造成對SAR信號的幅度調(diào)制的結(jié)論。(3)深入分析了SINS的導(dǎo)航原理，提出了基于SINS與雙星定位系統(tǒng)組合進(jìn)行機(jī)載SAR運(yùn)動補(bǔ)償?shù)姆椒?；?jì)算機(jī)仿真結(jié)果表明，結(jié)合卡爾曼濾波技術(shù)，該組合系統(tǒng)能夠獲得天線平臺較為準(zhǔn)確的運(yùn)動信息，從而滿足較高精度

4、機(jī)載SAR運(yùn)動補(bǔ)償?shù)囊蟆?4)提出并論證了CO自聚焦算法等效于實(shí)際SAR平臺軌跡和一個(gè)假定的二階軌跡之間在一個(gè)合成孔徑長度上的均方誤差最小值；針對PGA算法只能處理具有冗余性的相位誤差這一缺陷，對PGA算法進(jìn)行修改，提出了能夠補(bǔ)償條帶SAR相位誤差的新的PGA算法。(5)針對大前視角和大范圍成像時(shí)，相位誤差具有空變性的特點(diǎn)，提出了基于SAR處理器的SCFT算法；在此基礎(chǔ)上，提出了能同時(shí)補(bǔ)償目標(biāo)RCM和平臺運(yùn)動誤差的機(jī)載SAR數(shù)據(jù)處理程