【摘要】：地基合成孔徑雷達(dá)(Ground-based Synthetic Aperture Radar,簡(jiǎn)稱GB-SAR)差分干涉是近年發(fā)展起來(lái)的一種針對(duì)微小形變監(jiān)測(cè)的新型遙測(cè)技術(shù),在露天礦山、地質(zhì)滑坡、冰川移位、雪崩等地表形變監(jiān)測(cè)中具有不可替代的優(yōu)勢(shì),同時(shí),在大壩、橋梁、高塔等大型建筑物形變監(jiān)測(cè)領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用前景。為獲取觀測(cè)區(qū)域的高分辨率、高精度、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)結(jié)果,GB-SAR系統(tǒng)信號(hào)處理分系統(tǒng)須具備較強(qiáng)的實(shí)時(shí)處理能力,在短時(shí)間內(nèi)完成圖像聚焦,為后續(xù)高精度差分干涉處理提供質(zhì)量良好的單視復(fù)圖像。由于觀測(cè)幾何的特殊性,GB-SAR回波數(shù)據(jù)主要以子孔徑方式體現(xiàn)出來(lái),分辨率呈現(xiàn)出較為嚴(yán)重的空變性,常規(guī)成像處理算法難以直接應(yīng)用,迫切需要結(jié)合GB-SAR成像特點(diǎn),研究快速GB-SAR成像處理算法。本論文在現(xiàn)有距離多普勒(Range Doppler,簡(jiǎn)稱RD)算法、后向投影(Back Projection,簡(jiǎn)稱BP)算法的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究GB-SAR成像技術(shù),主要從GB-SAR的信號(hào)模型、平面分辨特性、快速成像算法和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理等方面展開(kāi)研究。主要研究?jī)?nèi)容如下:1、介紹了GB-SAR系統(tǒng)的成像原理和分辨特性,建立了基于線性軌道的GB-SAR成像信號(hào)模型,推導(dǎo)了GB-SAR二維分辨特性;研究了常規(guī)RD算法、BP算法以及極坐標(biāo)格式算法,系統(tǒng)地比較分析了各類算法的處理功能和運(yùn)算量;改進(jìn)了極坐標(biāo)格式成像算法,結(jié)合chirp Z變換,在保證成像處理精度的同時(shí),簡(jiǎn)化了成像處理步驟,并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)算法的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證。2、提出了一種新的偽極坐標(biāo)格式成像算法,定義了偽極坐標(biāo)系,僅需二維快速傅里葉變換即可有效實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的均勻采樣;同時(shí),通過(guò)迭代參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì),完成了對(duì)聚焦圖像的進(jìn)一步加速收斂,從而提高了成像處理的效率,為GB-SAR成像處理分系統(tǒng)提供了高效成像處理算法;最后,通過(guò)數(shù)值仿真和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理驗(yàn)證了算法的有效性。
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN957.52
【圖文】：

但是此系統(tǒng)利用一維距離像來(lái)獲取其形變數(shù)據(jù)，無(wú)法對(duì)前方目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行成像，從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行整體觀測(cè)。圖1-1 固定式 IBIS-FS 雷達(dá)系統(tǒng)Fig.1-1Fixed IBIS-FS Radar System2）旋轉(zhuǎn)式旋轉(zhuǎn)式的雷達(dá)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究中，澳大利亞 groundProbe 公司和南非的 REUTECH公司基于實(shí)孔徑技術(shù)（RAR）開(kāi)發(fā)了 SSR-FX 監(jiān)測(cè)雷達(dá)和 MSR300 監(jiān)測(cè)雷達(dá)用來(lái)測(cè)量形變和地形映射。該類型設(shè)備多采用一發(fā)多收模式，通過(guò)改變天線所形成的干涉基線來(lái)實(shí)現(xiàn)高度敏感性和相位解纏復(fù)雜性的調(diào)整；或采用天線隨轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行弧形掃描并獲取采集數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)場(chǎng)景更大范圍的觀測(cè)，進(jìn)而獲取方位向的高分辨率。3）直線軌道式直線型地基雷達(dá)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基本采用合成孔徑雷達(dá)技術(shù)，且多工作于 Ku 波段，監(jiān)測(cè)精度可達(dá)毫米級(jí)甚至亞毫米級(jí)，具有掃描距離遠(yuǎn)、范圍大的特點(diǎn)，是比較受歡迎的一種微變監(jiān)測(cè)雷達(dá)系統(tǒng)。與此同時(shí)，關(guān)于 GB-SAR 的成像技術(shù)也得到了廣泛關(guān)注。2009 年

c)調(diào)頻連續(xù)波相位譜c)Frequency modulated continuous wave phase spectrum圖2-1 調(diào)頻連續(xù)波Fig.2-1Frequency modulated continuous wave調(diào)頻連續(xù)波的波形如圖 2-1a)所示，幅度譜如圖 2-1b)所示，相位譜如圖 2-1c)所示，由圖中可看出調(diào)頻連續(xù)波的信號(hào)持續(xù)時(shí)間可達(dá)到毫秒級(jí)，且在一個(gè)發(fā)射脈沖內(nèi)占空比可達(dá)到 1，所以該信號(hào)的能量可分布在整個(gè)脈沖重復(fù)周期內(nèi)，當(dāng)應(yīng)用于 GB-SAR這種小型化的應(yīng)用平臺(tái)時(shí)，發(fā)射功率相對(duì)較低，且功耗小，能夠降低使用成本[20-21]。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 毛聰;胡程;曾濤;田衛(wèi)明;;地基SAR子圖相干合成快速成像算法[J];信號(hào)處理;2015年11期

2 乞耀龍;王彥平;李湖生;張興凱;;一種用于地基雷達(dá)數(shù)據(jù)成像處理的數(shù)字波束形成算法[J];信號(hào)處理;2015年10期

3 賈新宇;路來(lái)君;;合成孔徑雷達(dá)技術(shù)研究綜述[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版);2015年04期

4 周治平;胡成燕;朱丹;;基于Markov過(guò)程和偽極坐標(biāo)快速傅里葉變換的重采樣篡改檢測(cè)[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用;2014年11期

5 張訓(xùn)虎;章磊;郝樹(shù)賓;裴玉;;合成孔徑雷達(dá)干涉(InSAR)測(cè)量技術(shù)應(yīng)用及展望[J];北京測(cè)繪;2014年02期

6 孟禹彤;李淼;趙朋遠(yuǎn);;機(jī)載聚束SAR成像極坐標(biāo)格式算法研究[J];黑龍江科技信息;2013年32期

7 王鵬;周校;;地基SAR干涉測(cè)量原理及其形變監(jiān)測(cè)應(yīng)用研究[J];測(cè)繪信息與工程;2012年04期

8 王海軍;李剛;;Hankel變換數(shù)值積分算法的加速收斂方法比較[J];企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā);2012年16期

9 朱小鵬;張群;李宏偉;;基于雙基地ISAR的極坐標(biāo)格式算法及其改進(jìn)算法[J];宇航學(xué)報(bào);2011年02期

10 曲世勃;王彥平;譚維賢;洪文;;地基SAR形變監(jiān)測(cè)誤差分析與實(shí)驗(yàn)[J];電子與信息學(xué)報(bào);2011年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 杜孫穩(wěn);地基干涉雷達(dá)露天礦邊坡形變監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析與預(yù)測(cè)方法研究[D];太原理工大學(xué);2017年

2 鄭文軍;復(fù)雜多散射環(huán)境下TRM成像技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2010年

3 吳曉明;結(jié)構(gòu)修改重分析的Epsilon算法[D];吉林大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 楊君宇;調(diào)頻連續(xù)波合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與算法研究[D];電子科技大學(xué);2018年

2 王小廷;地基SAR形變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)多源圖像匹配技術(shù)研究[D];北京理工大學(xué);2016年

3 周楊鵬;微位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2016年

4 李俊慧;基于SFCW的GB-InSAR形變監(jiān)測(cè)技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2016年

5 劉艷;地面干涉雷達(dá)IBIS-L紅石巖堰塞湖邊坡監(jiān)測(cè)研究[D];昆明理工大學(xué);2016年

6 陳怡曲;基于InSAR的形變監(jiān)測(cè)技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2013年

7 左衍琴;頻率步進(jìn)雷達(dá)高速目標(biāo)成像中的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

8 李勇;連續(xù)波雷達(dá)穿墻探測(cè)技術(shù)研究[D];南京理工大學(xué);2009年

9 李艷玲;偽極傅立葉變換理論及應(yīng)用研究[D];西安電子科技大學(xué);2009年

10 宋瑋;FMCW雷達(dá)測(cè)距精度及其信號(hào)處理技術(shù)的研究[D];南京理工大學(xué);2004年

本文編號(hào)：2723864