改進(jìn)Omega-K算法以及運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償研究.pdf

1、合成孔徑雷達(dá)(synthetic aperture radar,SAR)具有遠(yuǎn)作用距離、全天時(shí)、全天候和寬測繪帶等優(yōu)點(diǎn)，并且可以實(shí)現(xiàn)對地面熱點(diǎn)地區(qū)長時(shí)間觀測，因此在軍事和民用領(lǐng)域，SAR都取得了廣泛應(yīng)用。對于SAR數(shù)據(jù)處理而言，成像操作以及運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償數(shù)據(jù)處理是關(guān)鍵步驟，并且一直是研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。傳統(tǒng)的時(shí)域成像操作雖然也能產(chǎn)生較好的圖像聚焦效果，但運(yùn)算量較大，操作運(yùn)行效率較低。頻域處理算法如距離多普勒(RD)算法和其改進(jìn)的CS算法雖然解決

2、了運(yùn)行效率問題，但對于大斜視和寬孔徑成像的處理仍然比較困難。
　　本文致力于大斜視構(gòu)型的SAR成像以及運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)难芯?，首先介紹了SAR成像和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)谋尘昂脱芯楷F(xiàn)狀，然后研究了SAR成像的基本理論和常用的成像處理及運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償處理算法，主要內(nèi)容包括以下兩個(gè)方面：
　　1.提出了一種改進(jìn)的Omega-K算法用于大斜視構(gòu)型成像問題。大斜視構(gòu)型下，回波信號二維頻譜的支撐區(qū)會(huì)發(fā)生嚴(yán)重傾斜，從而造成了stolt插值困難。針對該問題，提出了

3、一種適用于大斜視構(gòu)型的改進(jìn)的二維頻譜求解方法。首先應(yīng)用駐定相位原理推導(dǎo)了傳統(tǒng)的Omega-K算法的頻譜，并應(yīng)用大斜視構(gòu)型的距離等式推導(dǎo)了大斜視構(gòu)型下的改進(jìn)頻譜。然后基于得到的改進(jìn)二維頻譜，提出大斜視改進(jìn)的參考函數(shù)相乘和和改進(jìn)的stolt插值。最后針對正側(cè)視、中等斜視構(gòu)型和大斜視構(gòu)型分別進(jìn)行了點(diǎn)仿真分析，并對改進(jìn)后的算法和傳統(tǒng)的Omega-K算法以及RD算法進(jìn)行了聚焦效果的比較。
　　2.提出了一種基于切比雪夫逼近和級數(shù)反演的搜索優(yōu)

4、化PGA算法用于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償問題。該算法對傳統(tǒng)的PGA算法的相位梯度估計(jì)進(jìn)行了改進(jìn)。首先根據(jù)加權(quán)理論對各個(gè)距離單元基于其能量進(jìn)行了加權(quán)處理，并得到相位梯度中心值。然后提出了相位梯度步長值的概念，將圖像熵映射為關(guān)于相位梯度步長值的函數(shù)，并利用切比雪夫不等式來逼近圖像熵值，然后根據(jù)級數(shù)反演法得到該步長值。由相位梯度中心值和步長值得到更加精確的相位誤差，對該相位誤差進(jìn)行補(bǔ)償。該搜索優(yōu)化處理減少了傳統(tǒng)的PGA算法的迭代次數(shù)，而且對傳統(tǒng)PGA算法處理