基于矩陣完備理論的稀疏基線層析SAR成像
發(fā)布時(shí)間:2020-12-20 18:25
合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar,SAR)三維成像技術(shù)是對(duì)不具備高度向分辨率的傳統(tǒng)二維SAR成像技術(shù)的擴(kuò)展。SAR三維成像既具備傳統(tǒng)二維SAR成像系統(tǒng)的全天時(shí)、全天候、高分辨率成像等優(yōu)點(diǎn),又避免了二維成像時(shí)三維場(chǎng)景空間投影到二維成像平面時(shí)的模糊問(wèn)題。SAR層析三維成像技術(shù)利用不同高度軌跡上獲得的多幅二維SAR成像結(jié)果,在高度方向上進(jìn)行孔徑合成,從而實(shí)現(xiàn)層析三維成像。SAR層析成像技術(shù)不需要復(fù)雜的飛行軌跡控制,又可以實(shí)現(xiàn)真正的三維成像,正逐漸成為SAR技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。矩陣完備理論是近幾年發(fā)展起來(lái)的低秩矩陣恢復(fù)算法。該理論指出,對(duì)于缺失部分?jǐn)?shù)據(jù)的低秩矩陣,若該矩陣滿足強(qiáng)不連貫性,則可以通過(guò)求解凸優(yōu)化問(wèn)題恢復(fù)該矩陣。層析SAR三維成像理論中,層析向孔徑長(zhǎng)度和基線數(shù)量影響到層析向分辨率,同時(shí)成像場(chǎng)景滿足低秩特性,可以利用矩陣完備理論在層析向孔徑長(zhǎng)度一定條件下利用有限基線實(shí)現(xiàn)高度向高分辨率成像。本文首先以醫(yī)學(xué)中的CT成像技術(shù)為例介紹層析成像原理,通過(guò)建立平面波的反向傳播模型對(duì)層析SAR三維成像信號(hào)模型及成像原理進(jìn)行分析;然后介紹了矩陣完備理論基本原理,研究了...
【文章來(lái)源】:南京郵電大學(xué)江蘇省
【文章頁(yè)數(shù)】:67 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
+-8'7層析應(yīng)用實(shí)例
圖 1.1 +-8'7 層析應(yīng)用實(shí)例 圖 1.2 9erra8'7-= 層析應(yīng)用實(shí)例2006 年由 )ands,7omberg@34]和 *onoho@35]等人提出的壓縮感知技術(shù)可以應(yīng)用到基線分布少、分布不均勻的 8'7 成像系統(tǒng)。壓縮感知技術(shù)利用信號(hào)的稀疏特性,能以遠(yuǎn)低于奈奎斯特理論要求的采樣率采集數(shù)據(jù),并從這些采樣值重構(gòu)出原來(lái)的完整信號(hào)。2007 年,(araniuk@36]提出了用壓縮感知的方法代替傅里葉變換對(duì)層析 8'7 高度向成像,用較少的測(cè)量值重構(gòu)原始信號(hào),降低了 8'7 圖像成像算法的復(fù)雜。2011 年,<u 0 等人利用壓縮感知理論中的貝葉斯方法對(duì)二維 8'7 圖像壓縮重構(gòu)以實(shí)現(xiàn)二維 8'7 成像,取得了比較好的效果@37]。同年,'lessandra (udillion@38]等人運(yùn)用壓縮感知技術(shù)來(lái)分析層析 8'7 成像以較少次數(shù)航過(guò)目標(biāo)區(qū)域來(lái)實(shí)現(xiàn)三維近似重構(gòu),用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)獲取了建筑物的三維成像,推動(dòng)了壓縮感知理論在層析 8'7成像方面的應(yīng)用。2012 年,8chmitt@39]等人提出了兩種改進(jìn)的壓縮感知算法應(yīng)用于單航行多基線 8'7 三維成像。2008 年由 )ands 和 7echt 提出的矩陣完備理論(3atrix )ompletion,3))是用來(lái)解決欠采樣或不完備的低秩矩陣元素的恢復(fù)問(wèn)題@40]。當(dāng)矩陣的元素有未知或缺失的情況下,矩陣完備
圖 3.1 8'7 回波信號(hào)矩陣缺失數(shù)據(jù)分布示意圖紹的極坐標(biāo)格式算法為例進(jìn)行研究,將二維 8'7 成 x和 y 。為方便起見(jiàn),定義一個(gè)子集 為數(shù)據(jù)未缺達(dá)回波信號(hào),存在缺失數(shù)據(jù)的回波信號(hào)可以記為( , ) ( , )( , )0 ( , )x yx ys w w x ys w wx y 空間頻域( , )x yw w 之后是按照極坐標(biāo)格式排列的,采應(yīng)函數(shù)會(huì)出現(xiàn)畸變。為此,需要對(duì)上述信號(hào)進(jìn)行距數(shù)據(jù)。然而,利用距離向和方位向數(shù)據(jù)缺失的回波擴(kuò)散。為此,需要用到矩陣完備理論先恢復(fù)缺失數(shù)論在二維 8'7 成像中的應(yīng)用
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于RIPless理論的層析SAR成像航跡分布優(yōu)化方法[J]. 畢輝,張冰塵,洪文. 航空學(xué)報(bào). 2016(02)
[2]壓縮感知在城區(qū)高分辨率SAR層析成像中的應(yīng)用[J]. 廖明生,魏戀歡,汪紫蕓,Timo Balz,張路. 雷達(dá)學(xué)報(bào). 2015(02)
[3]低秩矩陣恢復(fù)算法綜述[J]. 史加榮,鄭秀云,魏宗田,楊威. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2013(06)
[4]基于正則化正交匹配追蹤的SAR層析成像[J]. 閔銳,楊倩倩,皮亦鳴,曹宗杰. 電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào). 2012(12)
[5]一種基于壓縮感知的稀疏孔徑SAR成像方法[J]. 王偉偉,廖桂生,張磊,吳孫勇,李彩彩. 電子學(xué)報(bào). 2012(12)
[6]基于壓縮感知的稀疏陣列近景微波三維成像[J]. 乞耀龍,譚維賢,江海,王彥平,洪文. 電子測(cè)量技術(shù). 2012(05)
[7]一種SAR層析成像的RELAX改進(jìn)算法[J]. 任笑真,楊汝良. 數(shù)據(jù)采集與處理. 2010(03)
[8]基于Chirp Scaling的雙基SAR成像PFA算法研究[J]. 王昕,朱岱寅,朱兆達(dá). 電子與信息學(xué)報(bào). 2009(07)
博士論文
[1]機(jī)載SAR三維成像理論及關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 閔銳.電子科技大學(xué) 2012
[2]SAR層析與差分層析成像技術(shù)研究[D]. 孫希龍.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012
[3]高分辨率機(jī)載SAR成像算法研究[D]. 王昕.南京航空航天大學(xué) 2011
[4]SAR層析三維成像技術(shù)研究[D]. 王金峰.電子科技大學(xué) 2010
[5]多基線層析成像合成孔徑雷達(dá)研究[D]. 柳祥樂(lè).中國(guó)科學(xué)院研究生院(電子學(xué)研究所) 2007
碩士論文
[1]多基線層析SAR成像方法研究[D]. 陳欽.電子科技大學(xué) 2011
[2]層析SAR三維成像算法研究[D]. 龍泓琳.電子科技大學(xué) 2010
[3]基于曲線合成孔徑雷達(dá)(CLSAR)的三維目標(biāo)特征提取[D]. 劉浩.中國(guó)科學(xué)院研究生院(空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心) 2002
本文編號(hào):2928340
【文章來(lái)源】:南京郵電大學(xué)江蘇省
【文章頁(yè)數(shù)】:67 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
+-8'7層析應(yīng)用實(shí)例
圖 1.1 +-8'7 層析應(yīng)用實(shí)例 圖 1.2 9erra8'7-= 層析應(yīng)用實(shí)例2006 年由 )ands,7omberg@34]和 *onoho@35]等人提出的壓縮感知技術(shù)可以應(yīng)用到基線分布少、分布不均勻的 8'7 成像系統(tǒng)。壓縮感知技術(shù)利用信號(hào)的稀疏特性,能以遠(yuǎn)低于奈奎斯特理論要求的采樣率采集數(shù)據(jù),并從這些采樣值重構(gòu)出原來(lái)的完整信號(hào)。2007 年,(araniuk@36]提出了用壓縮感知的方法代替傅里葉變換對(duì)層析 8'7 高度向成像,用較少的測(cè)量值重構(gòu)原始信號(hào),降低了 8'7 圖像成像算法的復(fù)雜。2011 年,<u 0 等人利用壓縮感知理論中的貝葉斯方法對(duì)二維 8'7 圖像壓縮重構(gòu)以實(shí)現(xiàn)二維 8'7 成像,取得了比較好的效果@37]。同年,'lessandra (udillion@38]等人運(yùn)用壓縮感知技術(shù)來(lái)分析層析 8'7 成像以較少次數(shù)航過(guò)目標(biāo)區(qū)域來(lái)實(shí)現(xiàn)三維近似重構(gòu),用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)獲取了建筑物的三維成像,推動(dòng)了壓縮感知理論在層析 8'7成像方面的應(yīng)用。2012 年,8chmitt@39]等人提出了兩種改進(jìn)的壓縮感知算法應(yīng)用于單航行多基線 8'7 三維成像。2008 年由 )ands 和 7echt 提出的矩陣完備理論(3atrix )ompletion,3))是用來(lái)解決欠采樣或不完備的低秩矩陣元素的恢復(fù)問(wèn)題@40]。當(dāng)矩陣的元素有未知或缺失的情況下,矩陣完備
圖 3.1 8'7 回波信號(hào)矩陣缺失數(shù)據(jù)分布示意圖紹的極坐標(biāo)格式算法為例進(jìn)行研究,將二維 8'7 成 x和 y 。為方便起見(jiàn),定義一個(gè)子集 為數(shù)據(jù)未缺達(dá)回波信號(hào),存在缺失數(shù)據(jù)的回波信號(hào)可以記為( , ) ( , )( , )0 ( , )x yx ys w w x ys w wx y 空間頻域( , )x yw w 之后是按照極坐標(biāo)格式排列的,采應(yīng)函數(shù)會(huì)出現(xiàn)畸變。為此,需要對(duì)上述信號(hào)進(jìn)行距數(shù)據(jù)。然而,利用距離向和方位向數(shù)據(jù)缺失的回波擴(kuò)散。為此,需要用到矩陣完備理論先恢復(fù)缺失數(shù)論在二維 8'7 成像中的應(yīng)用
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于RIPless理論的層析SAR成像航跡分布優(yōu)化方法[J]. 畢輝,張冰塵,洪文. 航空學(xué)報(bào). 2016(02)
[2]壓縮感知在城區(qū)高分辨率SAR層析成像中的應(yīng)用[J]. 廖明生,魏戀歡,汪紫蕓,Timo Balz,張路. 雷達(dá)學(xué)報(bào). 2015(02)
[3]低秩矩陣恢復(fù)算法綜述[J]. 史加榮,鄭秀云,魏宗田,楊威. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2013(06)
[4]基于正則化正交匹配追蹤的SAR層析成像[J]. 閔銳,楊倩倩,皮亦鳴,曹宗杰. 電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào). 2012(12)
[5]一種基于壓縮感知的稀疏孔徑SAR成像方法[J]. 王偉偉,廖桂生,張磊,吳孫勇,李彩彩. 電子學(xué)報(bào). 2012(12)
[6]基于壓縮感知的稀疏陣列近景微波三維成像[J]. 乞耀龍,譚維賢,江海,王彥平,洪文. 電子測(cè)量技術(shù). 2012(05)
[7]一種SAR層析成像的RELAX改進(jìn)算法[J]. 任笑真,楊汝良. 數(shù)據(jù)采集與處理. 2010(03)
[8]基于Chirp Scaling的雙基SAR成像PFA算法研究[J]. 王昕,朱岱寅,朱兆達(dá). 電子與信息學(xué)報(bào). 2009(07)
博士論文
[1]機(jī)載SAR三維成像理論及關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 閔銳.電子科技大學(xué) 2012
[2]SAR層析與差分層析成像技術(shù)研究[D]. 孫希龍.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012
[3]高分辨率機(jī)載SAR成像算法研究[D]. 王昕.南京航空航天大學(xué) 2011
[4]SAR層析三維成像技術(shù)研究[D]. 王金峰.電子科技大學(xué) 2010
[5]多基線層析成像合成孔徑雷達(dá)研究[D]. 柳祥樂(lè).中國(guó)科學(xué)院研究生院(電子學(xué)研究所) 2007
碩士論文
[1]多基線層析SAR成像方法研究[D]. 陳欽.電子科技大學(xué) 2011
[2]層析SAR三維成像算法研究[D]. 龍泓琳.電子科技大學(xué) 2010
[3]基于曲線合成孔徑雷達(dá)(CLSAR)的三維目標(biāo)特征提取[D]. 劉浩.中國(guó)科學(xué)院研究生院(空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心) 2002
本文編號(hào):2928340
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