自旋式飛行平臺(tái)三維SAR成像測(cè)高研究.pdf

1、自旋式飛行平臺(tái)是一種高速、高機(jī)動(dòng)、沿直線飛行的同時(shí)伴隨著自旋運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，在制導(dǎo)、跟蹤等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。由于其搭載的雷達(dá)的波束指向修正困難，不僅平臺(tái)對(duì)地高度不能精確測(cè)量，更使得傳統(tǒng)的SAR成像技術(shù)不能將其作為成像平臺(tái)。
　　本文通過(guò)研究自旋式飛行平臺(tái)的三維SAR成像新模型，將測(cè)高與三維SAR成像相結(jié)合，提出了一種基于三維SAR成像的測(cè)高方法，并開(kāi)發(fā)了基于該測(cè)高方法的軟件系統(tǒng)。主要內(nèi)容為：
　　1.介紹了單激勵(lì)發(fā)射模式的陣

2、列三維 SAR成像系統(tǒng)和傳統(tǒng)的飛行器測(cè)高方法。簡(jiǎn)述了三維SAR成像系統(tǒng)的回波信號(hào)模型及其三個(gè)維度的分辨率，分析了該模式適用的成像算法。介紹了三種傳統(tǒng)的飛行器測(cè)高方法的工作原理和其主要應(yīng)用場(chǎng)合。
　　2.研究了自旋式飛行平臺(tái)三維SAR成像模型。通過(guò)分析自旋式飛行平臺(tái)天線相位中心運(yùn)動(dòng)軌跡的特點(diǎn)，將具有三維空間分布的半螺旋線的天線運(yùn)動(dòng)軌跡等效為面陣天線?；诘刃骊?，利用模糊函數(shù)理論，從理論上證明模型的成像可行性，并分析了成像誤差來(lái)源和

3、誤差對(duì)成像性能的影響。通過(guò)仿真結(jié)果，驗(yàn)證了該模型的成像可行性。
　　3.提出基于三維SAR成像的自旋式飛行平臺(tái)測(cè)高新方法，將飛行器測(cè)高問(wèn)題轉(zhuǎn)化為成像問(wèn)題。通過(guò)三維SAR成像技術(shù)獲取飛行平臺(tái)星下點(diǎn)高度，再結(jié)合IMU提供的平臺(tái)海拔高度，可測(cè)量出飛行平臺(tái)的對(duì)地高度。然后從成像角度分析了影響測(cè)高精度的因素。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了該測(cè)高方法的有效性。
　　4.分析了隨機(jī)噪聲和頻域分段失真對(duì)基于三維 SAR成像的測(cè)高新模型測(cè)高性能的影響，

4、通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了隨機(jī)噪聲干擾對(duì)該模型的測(cè)高精度影響不大，而以分段干擾為代表的轉(zhuǎn)發(fā)式干擾對(duì)高模型測(cè)高精度影響較大。
　　5.開(kāi)發(fā)了基于三維SAR成像的測(cè)高的軟件系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)用戶需求的分析，將軟件劃分為多個(gè)子模塊。基于各模塊的功能需求，詳細(xì)分析了 GPU、matlab和VRML聯(lián)合編程的的設(shè)計(jì)方案。在比較多種聯(lián)合編程設(shè)計(jì)方案的優(yōu)缺點(diǎn)后，最終設(shè)計(jì)出了滿足所有的用戶需求的測(cè)高軟件，兼具 matlab圖形處理功能強(qiáng)大、GPU并行化處理速度