線陣及圓周SAR三維成像算法研究.pdf

1、三維合成孔徑雷達成像技術能夠獲得場景的三維信息而具有廣闊的發(fā)展前景。線陣SAR系統(tǒng)和圓周SAR系統(tǒng)是現(xiàn)今最受關注的兩種新體制三維SAR成像系統(tǒng)。對于線陣SAR，其優(yōu)點是具有很高的相位中心控制精度，而且可以進行下視成像，在地形測繪領域有著重要的作用；對于圓周SAR，其優(yōu)點是具有高航跡向分辨率，并且可以獲得觀測目標全角度的散射信息，非常適用于軍事偵查。本文主要對線陣及圓周SAR的三維成像算法進行了研究，具體研究內容如下：
　　1、線陣

2、SAR和圓周SAR三維成像的基本原理。首先介紹了兩種系統(tǒng)的回波模型，并對各自的三維分辨率進行了推導，重點針對圓周SAR部分孔徑的情況，推導了其二維平面的分辨率公式。然后利用實測數據，分析了圓周SAR在實際應用中的三維成像能力，發(fā)現(xiàn)由于目標的散射特性隨觀測角度變化，導致其回波只能在部分孔徑內相干積累，嚴重影響了二維平面的分辨率，為了提高圓周SAR的三維成像能力，需要采用多航過圓周SAR進行場景的三維成像，最后對多航過圓周SAR的三維分辨率

3、進行了分析。
　　2、提出基于秩虧的穩(wěn)健波束合成算法（Rank-Deficient RCB）的線陣SAR三維成像方法。針對線陣SAR切航跡向分辨率低的缺點，提出一種基于秩虧RCB的線陣SAR三維成像算法，該算法可以突破瑞利熵的約束，具有高分辨率和高旁瓣抑制能力的特點，并對算法進行了仿真驗證，證明該算法可以有效地抑制旁瓣，提高成像分辨率，而且相比傳統(tǒng)的RCB算法，該算法可以利用更大的子數據孔徑，具有更高的分辨率。
　　3、圓周

4、SAR三維成像算法研究及實測數據處理。首先針對兩種經典的圓周SAR三維成像算法——極坐標波數域算法和后向投影算法，給出了兩種算法對多航過圓周SAR實測數據的成像結果，并對結果進行了分析和比較，其中極坐標波數域算法是一種高效的成像算法，但是由于數據矩陣過大需要進行分段處理而影響了成像的質量；而BP算法是在時域進行相干積累，沒有數據重構與存放過程，不需要分塊處理，而且沒有任何近似處理，所以具有更好的聚焦結果，但是其運算量較大。而且在分析中還

5、發(fā)現(xiàn)，這兩種算法的成像結果中都存在較多的高旁瓣，這是由于實測數據航過次數過于稀疏導致的，對成像質量造成了嚴重的影響。
　　4、提出一種將BP算法和壓縮傳感結合起來的三維成像算法。針對多航過圓周SAR實測數據航過稀疏而導致成像結果中出現(xiàn)較多的高旁瓣的問題，提出一種將BP算法和壓縮傳感算法結合起來的成像算法，其算法原理是：首先利用BP算法實現(xiàn)每一次航過數據的二維成像，再利用壓縮傳感算法進行高度向聚焦，來改善高度向的聚焦質量。最后將實測