基于信号的环视SAR成像参数估计方法研究

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合成孔径雷达(SAR)是一种具有全天时、全天候、远距离高分辨率成像能力的雷达。SAR成像经典的工作模式主要有:聚束式、条带式和扫描式。环视SAR是近几年发展起来的一种新的雷达成像模式,其成像结果的图像质量与成像参数的精度密切相关,特别是雷达平台实际运动速度的不精确测量会严重影响图像质量。本文针对环视SAR成像模式的特点,提出了一种基于雷达回波信号的平台运动速度和天线扫描角度估计方法。将精确的估计速度与扫描角用在成像中,从而显著提高了环视SAR系统输出图像的质量。全文概括内容主要如下:第一章绪论先是简单回顾了SAR技术的发展历史,讨论了SAR技术的现状与将来的发展趋势,简要介绍了SAR成像的四种工作模式,最后说明了本文主要的研究内容。第二章研究了多普勒中心频率估计的原理与方法。多普勒中心频率估计是多普勒测速的一个必要条件,本章从多普勒中心频率的定义与物理含义出发,介绍了从雷达回波信号中估计多普勒中心频率的基本思路。最后具体分析了五种多普勒中心估计的方法,并说明了其具体实现的步骤。第三章主要研究了多普勒测速技术。文中从多普勒中心频率的计算公式推导出载机速度的计算公式,通过雷达同时向地面发射三个波束,可以估计出载机速度三维分量。在波束方位角存在误差的情况下,本章中提出利用最小二乘法原理,通过搜索法估计载机的速度与方位角的实际值,最后通过仿真验证了该方法的可行性。第四章简要介绍了环视SAR的工作原理,分析了环视SAR的几何失真校正的原理,以及参数对几何失真校正影响。并建立了环视SAR模式中的测速模型,将多普勒测速原理应用在环视SAR中,最后将得到的精确的速度与扫描角用于成像,通过仿真实验对比成像结果,多普勒测速得到的参数使得环视SAR成像质量有很大的提升。第五章对全文进行概括总结,并提出下一步研究的任务。
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