本文關(guān)鍵詞：圓周SAR成像及運(yùn)動補(bǔ)償方法研究

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【摘要】：圓周SAR(Circular SAR,CSAR)是一種新型的三維合成孔徑雷達(dá)成像模式,可以全天時(shí)、全天候?qū)δ繕?biāo)360°三維成像,在軍事偵察、地形測繪、安全檢查等領(lǐng)域擁有廣泛的應(yīng)用前景。本文針對現(xiàn)有的圓周SAR系統(tǒng)成像算法和運(yùn)動補(bǔ)償方法中成像精度差,算法效率差的問題進(jìn)行研究,論文的主要研究內(nèi)容及貢獻(xiàn)如下:1、本文首先闡述了圓周SAR成像系統(tǒng)的基本原理,包括:在遠(yuǎn)場平面波假設(shè)下圓周SAR時(shí)域和頻域的回波模型和圓周SAR的三維分辨率公式。介紹了常用的圓周SAR成像算法:波數(shù)域成像算法和后向投影算法。最后,闡述了后向投影自聚焦算法。2、研究了基于分維重建的圓周SAR三維成像算法。該算法對場景分維,并運(yùn)用正交匹配追蹤算法(OMP)對場景中每一維數(shù)據(jù)進(jìn)行稀疏重構(gòu),最后將各維稀疏重構(gòu)后的結(jié)果重建得到三維成像結(jié)果。本文通過仿真數(shù)據(jù)和實(shí)測數(shù)據(jù)得到成像結(jié)果,并與后向投影三維成像算法成像結(jié)果相比,驗(yàn)證了該算法成像結(jié)果分辨率更高,在實(shí)際應(yīng)用中具有優(yōu)勢。3、研究了圓周SAR三維快速成像算法。闡述了基于GPU的二維后向投影算法并行化實(shí)現(xiàn)方法,并將算法擴(kuò)展到三維,完成了一種基于GPU并行化的圓周SAR三維快速后向投影成像算法。本文利用仿真數(shù)據(jù)和實(shí)測數(shù)據(jù)得到成像結(jié)果,并與傳統(tǒng)CPU處理的后向投影算法成像結(jié)果相比,驗(yàn)證了該算法極大的提高了圓周SAR系統(tǒng)的三維成像效率,在實(shí)際應(yīng)用中具有優(yōu)勢。4、提出了一種基于子孔徑合成的圓周SAR后向投影自聚焦算法。該算法將子孔徑技術(shù)與后向投影自聚焦算法相結(jié)合,解決了在圓周SAR成像中,目標(biāo)雷達(dá)散射系數(shù)(RCS)隨觀測角變化導(dǎo)致后向投影自聚焦算法成像分辨率差的問題。本文通過仿真數(shù)據(jù)和實(shí)測數(shù)據(jù)得到成像結(jié)果,并與后向投影自聚焦算法成像結(jié)果進(jìn)行比較,驗(yàn)證了該算法在實(shí)際應(yīng)用中具有優(yōu)勢。5、提出了一種基于子圖像合成的最小熵自聚焦算法,該算法將子圖像融合技術(shù)與最小熵自聚焦算法相結(jié)合,解決了在圖像中沒有明顯強(qiáng)點(diǎn)情況下對圓周SAR圖像聚焦的問題,并通過仿真數(shù)據(jù)和實(shí)測數(shù)據(jù)驗(yàn)證了該算法在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)勢。
【關(guān)鍵詞】：圓周SAR 三維成像 后向投影 自聚焦
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN957.52
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 研究背景和意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展動態(tài)11-16
• 1.2.1 國外圓周SAR技術(shù)發(fā)展動態(tài)11-15
• 1.2.2 國內(nèi)圓周SAR技術(shù)發(fā)展動態(tài)15-16
• 1.3 論文結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容16-18
• 第二章 圓周SAR成像基本理論18-35
• 2.1 引言18-19
• 2.2 圓周SAR成像模型19-22
• 2.2.1 線性調(diào)頻信號19
• 2.2.2 圓周SAR信號模型19-21
• 2.2.3 圓周SAR信號波數(shù)域回波模型21-22
• 2.3 圓周SAR成像分辨率22-27
• 2.3.1 傳統(tǒng)SAR成像系統(tǒng)分辨率22-23
• 2.3.2 圓周SAR成像分辨率23-27
• 2.4 圓周SAR基本成像算法27-34
• 2.4.1 后向投影算法27-29
• 2.4.2 波數(shù)域成像算法29-31
• 2.4.3 后向投影自聚焦算法31-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 第三章 圓周SAR三維成像方法研究35-60
• 3.1 引言35-36
• 3.2 壓縮感知理論36-39
• 3.2.1 壓縮感知基礎(chǔ)理論簡介36-38
• 3.2.2 壓縮感知測量矩陣38-39
• 3.2.3 系數(shù)重構(gòu)性質(zhì)及相關(guān)算法39
• 3.3 基于分維重建的圓周SAR三維成像算法39-48
• 3.3.1 圓周SAR測量矩陣39-40
• 3.3.2 OMP算法40-43
• 3.3.3 仿真成像結(jié)果43-46
• 3.3.4 實(shí)測數(shù)據(jù)驗(yàn)證46-48
• 3.4 基于GPU加速的圓周SAR三維后向投影算法48-59
• 3.4.1 GPU基本架構(gòu)48-50
• 3.4.2 GPU編程原理50-51
• 3.4.3 基于GPU并行化的圓周SAR三維快速后向投影成像算法51-54
• 3.4.4 仿真數(shù)據(jù)驗(yàn)證54-58
• 3.4.5 實(shí)測數(shù)據(jù)驗(yàn)證58-59
• 3.5 本章小結(jié)59-60
• 第四章 圓周SAR運(yùn)動補(bǔ)償方法研究60-77
• 4.1 引言60
• 4.2 圓周SAR系統(tǒng)運(yùn)動誤差模型60-61
• 4.3 運(yùn)動誤差對圓周SAR成像的影響61-63
• 4.4 基于子孔徑合成的圓周SAR后向投影自聚焦算法63-70
• 4.4.1 子孔徑劃分63-64
• 4.4.2 選擇強(qiáng)散射點(diǎn)64
• 4.4.3 算法流程64-65
• 4.4.4 仿真數(shù)據(jù)驗(yàn)證65-69
• 4.4.5 實(shí)測數(shù)據(jù)驗(yàn)證69-70
• 4.5 基于子圖像合成的最小熵自聚焦算法70-75
• 4.5.1 子圖像分割71
• 4.5.2 圖像聚焦71-72
• 4.5.3 算法流程72-73
• 4.5.4 仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證73-74
• 4.5.5 實(shí)測數(shù)據(jù)驗(yàn)證74-75
• 4.6 本章小結(jié)75-77
• 第五章 總結(jié)與展望77-79
• 5.1 論文總結(jié)77-78
• 5.2 前景展望78-79
• 致謝79-80
• 參考文獻(xiàn)80-84
• 攻讀碩士期間的成果84-85

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本文編號：600785