多基線層析SAR是一種具有三維空間分辨能力的成像技術,可以有效解決二維SAR成像中的疊掩等問題。相比于其它陣列SAR、圓周SAR等在回波數(shù)據(jù)域進行三維處理的成像技術,具有實現(xiàn)簡單、運算量小以及不需改變現(xiàn)有成像系統(tǒng)和成像算法的優(yōu)勢。在地形測繪、資源探測、災害評估以及軍事偵察等領域具有廣闊的應用前景,是目前SAR領域研究的熱點。該技術利用不同視角上多次航過構成的多基線系統(tǒng),獲得同一目標區(qū)域的SAR圖像序列,在高度向合成一個大孔徑,進而得到高度維的分辨率,實現(xiàn)對場景的三維重建。但如何在非均勻航過分布和稀疏航過分布下實現(xiàn)高精度的成像是多基線層析SAR成像算法面臨的主要問題,因此本文針對航過非均勻分布和航過稀疏分布情況下的高精度成像算法展開了研究,主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新如下:1、研究了多基線層析SAR成像的相關理論。首先,詳細闡述了多基線層析SAR三維成像理論,包括幾何模型的構建、三維成像數(shù)學模型的推導以及成像處理流程的介紹;其次,分析了影響高度向分辨率和最大范圍無模糊成像的因素,說明了航過數(shù)目和航過間隔對高度向分辨率和成像模糊之間的相互制約問題。然后,針對實際中航過分布的多樣性,討論了非均勻航過分... 

【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

InSAR技術原理示意圖

電子科技大學碩士學位論文2干涉SAR技術，利用兩幅或多幅SAR圖像的干涉相位，經(jīng)過去平地、相位濾波以及相位解纏后，利用目標高度與干涉相位之間的對應關系，反演出目標的高度信息，實現(xiàn)對目標的三維成像[9]，如圖1-2所示。但是，對圖像中所有相同的像素單元，通過干涉SAR技術得到的高度與像素單元內(nèi)所有散射點的相位有關。因此，干涉SAR技術得到的三維成像結果不可以分辨出相同像素單元內(nèi)的不同散射點的具體高度向分布，即對具有相同距離不同高度的目標不具備分辨能力。所以，干涉SAR技術只能用于表面高程測量[2,10-12]。圖1-2InSAR技術原理示意圖曲線SAR成像技術，通過SAR平臺在距離-方位垂向平面上的曲線軌跡運動，能夠全方位多角度獲取觀測場景的回波數(shù)據(jù)，然后對三維頻率數(shù)據(jù)進行處理，得到三維成像結果[3]，其幾何模型如圖1-3(a)所示。該技術不僅能夠獲得具有三維分辨率的成像結果，而且它對目標的散射信息提取能力也更強，成像的精度更好。但是，為了保證成像結果的準確性和精確性，其飛行軌跡必須嚴格控制，而且要求在平臺飛行過程中方位向和高度向的采樣點足夠密集，以保證三維頻率采樣點足夠；同時，該技術還要求準確的雷達數(shù)據(jù)采樣位置信息[13-17]。(a)(b)(c)圖1-3三維成像技術幾何模型。(a)曲線SAR技術；(b)線陣SAR技術；(c)層析SAR技術

準確的三維成像效果，線陣SAR往往需要足夠多的陣列天線，以及良好的陣列設計[18-20]。層析SAR三維成像技術，如圖1-3(c)，是干涉SAR成像技術的擴展，它在不同高度向上添加了多個基線，在高度向上形成了一個合成孔徑，因此具有了高度向分辨能力，能夠實現(xiàn)三維高分辨成像。因此，從這種角度看層析SAR又稱為多基線層析SAR[21]。該技術通過不同視角下的多個航過對同一區(qū)域進行數(shù)據(jù)采集，對獲取的二維SAR圖像進行配準后，在高度向上進行孔徑合成，最后通過譜分析等聚焦技術重構出高度向的散射分布，實現(xiàn)三維場景重建[3]，如圖1-4所示。多基線層析SAR成像技術既能克服二維SAR成像技術處理中出現(xiàn)的疊掩、透視收縮和陰影問題，又解決了InSAR技術對高度向上的散射點缺乏分辨力的缺陷，真正意義上實現(xiàn)對目標的三維高精度成像[22-25]。圖1-4多基線層析SAR三維成像原理示意圖多基線層析SAR與干涉SAR的區(qū)別在于：干涉SAR技術是利用圖像間的干涉相位反演目標高度，反演高程時需要解決相位纏繞問題[10]。而且，干涉SAR技術不具有高度向的分辨能力，其三維結果只是表面高度[26]。多基線層析SAR技術、曲線SAR技術以及陣列SAR技術都可以實現(xiàn)三維高分辨率成像，但仍存在不同。曲線SAR技術雖然能分辨相同距離不同高度向上的目標點，但是其在成像過程中要求雷達平臺在觀測場景上方沿著嚴格的曲線軌跡航行。而且，曲線SAR技術直接獲取并處理目標區(qū)域產(chǎn)生的三維SAR回波數(shù)據(jù)，與傳統(tǒng)的二維SAR回波數(shù)據(jù)處理相比，三維SAR回波數(shù)據(jù)存在耦合，這往往對技

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3602976