多基線層析SAR是一種具有三維空間分辨能力的成像技術(shù),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(jìn)行三維處理的成像技術(shù),具有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、運(yùn)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(shì)。在地形測(cè)繪、資源探測(cè)、災(zāi)害評(píng)估以及軍事偵察等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景,是目前SAR領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。該技術(shù)利用不同視角上多次航過構(gòu)成的多基線系統(tǒng),獲得同一目標(biāo)區(qū)域的SAR圖像序列,在高度向合成一個(gè)大孔徑,進(jìn)而得到高度維的分辨率,實(shí)現(xiàn)對(duì)場(chǎng)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(shí)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(duì)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?jī)?nèi)容和創(chuàng)新如下:1、研究了多基線層析SAR成像的相關(guān)理論。首先,詳細(xì)闡述了多基線層析SAR三維成像理論,包括幾何模型的構(gòu)建、三維成像數(shù)學(xué)模型的推導(dǎo)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(duì)高度向分辨率和成像模糊之間的相互制約問題。然后,針對(duì)實(shí)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(xué)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(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

InSAR技術(shù)原理示意圖

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文2干涉SAR技術(shù)，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(biāo)高度與干涉相位之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，反演出目標(biāo)的高度信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的三維成像[9]，如圖1-2所示。但是，對(duì)圖像中所有相同的像素單元，通過干涉SAR技術(shù)得到的高度與像素單元內(nèi)所有散射點(diǎn)的相位有關(guān)。因此，干涉SAR技術(shù)得到的三維成像結(jié)果不可以分辨出相同像素單元內(nèi)的不同散射點(diǎn)的具體高度向分布，即對(duì)具有相同距離不同高度的目標(biāo)不具備分辨能力。所以，干涉SAR技術(shù)只能用于表面高程測(cè)量[2,10-12]。圖1-2InSAR技術(shù)原理示意圖曲線SAR成像技術(shù)，通過SAR平臺(tái)在距離-方位垂向平面上的曲線軌跡運(yùn)動(dòng)，能夠全方位多角度獲取觀測(cè)場(chǎng)景的回波數(shù)據(jù)，然后對(duì)三維頻率數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到三維成像結(jié)果[3]，其幾何模型如圖1-3(a)所示。該技術(shù)不僅能夠獲得具有三維分辨率的成像結(jié)果，而且它對(duì)目標(biāo)的散射信息提取能力也更強(qiáng)，成像的精度更好。但是，為了保證成像結(jié)果的準(zhǔn)確性和精確性，其飛行軌跡必須嚴(yán)格控制，而且要求在平臺(tái)飛行過程中方位向和高度向的采樣點(diǎn)足夠密集，以保證三維頻率采樣點(diǎn)足夠；同時(shí)，該技術(shù)還要求準(zhǔn)確的雷達(dá)數(shù)據(jù)采樣位置信息[13-17]。(a)(b)(c)圖1-3三維成像技術(shù)幾何模型。(a)曲線SAR技術(shù)；(b)線陣SAR技術(shù)；(c)層析SAR技術(shù)

準(zhǔn)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(shè)計(jì)[18-20]。層析SAR三維成像技術(shù)，如圖1-3(c)，是干涉SAR成像技術(shù)的擴(kuò)展，它在不同高度向上添加了多個(gè)基線，在高度向上形成了一個(gè)合成孔徑，因此具有了高度向分辨能力，能夠?qū)崿F(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(shù)通過不同視角下的多個(gè)航過對(duì)同一區(qū)域進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，對(duì)獲取的二維SAR圖像進(jìn)行配準(zhǔn)后，在高度向上進(jìn)行孔徑合成，最后通過譜分析等聚焦技術(shù)重構(gòu)出高度向的散射分布，實(shí)現(xiàn)三維場(chǎng)景重建[3]，如圖1-4所示。多基線層析SAR成像技術(shù)既能克服二維SAR成像技術(shù)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(shù)對(duì)高度向上的散射點(diǎn)缺乏分辨力的缺陷，真正意義上實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)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(shù)是利用圖像間的干涉相位反演目標(biāo)高度，反演高程時(shí)需要解決相位纏繞問題[10]。而且，干涉SAR技術(shù)不具有高度向的分辨能力，其三維結(jié)果只是表面高度[26]。多基線層析SAR技術(shù)、曲線SAR技術(shù)以及陣列SAR技術(shù)都可以實(shí)現(xiàn)三維高分辨率成像，但仍存在不同。曲線SAR技術(shù)雖然能分辨相同距離不同高度向上的目標(biāo)點(diǎn)，但是其在成像過程中要求雷達(dá)平臺(tái)在觀測(cè)場(chǎng)景上方沿著嚴(yán)格的曲線軌跡航行。而且，曲線SAR技術(shù)直接獲取并處理目標(biāo)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(duì)技

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3602976