基于惩罚项的正则化方法的三维sar成像方法研究

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1、Ｉ４各种成＊葦ＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡ誦硕±学位论文ＩＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳ臟議／館＾ＷＭＩ■论文酣自她雌所棚维ＳＡＲ成像Ｉ誦方法硏究学科专业信号与信息处理学号２０１３２１０２０４５３作者姓名Ｔ仁欢指导教师师君副教授Ｉ分类号密级注1UDC学位论文基于惩罚项的正则化方法的三维SAR成像方法研究（题名和副题名）丁仁欢（作者姓名）指导

2、教师师君副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业信号与信息处理提交论文日期2016.3.31论文答辩日期2016.5.13学位授予单位和日期电子科技大学2016年6月日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。RESEARCHONTHREEDIMENSIONALSARIMAGINGBASEDONTHEREGULARIZATIONTECHNIQUEWITHPENALTYAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScience

3、andTechnologyofChinaMajor:SignalandInformationProcessingAuthor:DingRenhuanAdvisor:AssociateProfessorShiJunSchool:SchoolofElectronicEngineeringofUESTC独剑性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方夕ｈ论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育

4、机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。。：日期：文？月日作者签名＿＿＿／辟７论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文，的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）．－＿、作者

5、签名：心＼巧导师签名：《日期：年文月＾日摘要摘要阵列三维合成孔径雷达（SyntheticApertureRadar，SAR）成像通过线阵天线沿航向直线运动合成等效的虚拟二维阵列天线，获得阵列方向的二维分辨率，然后结合脉冲压缩技术，在雷达视线方向获得高分辨率。此技术解决了传统二维SAR对地观测时存在的阴影遮挡、顶底倒置以及迎坡缩短等失真。由于受线阵天线尺寸的限制，阵列三维SAR阵列向分辨率不高。在三维场景中，目标具有很大的稀疏性，可以采用压缩感知技术对其进行非相关测量，再结合稀疏重构方法，提高三维阵列SAR阵列向的分

6、辨率。本文的主要工作与创新内容如下：1、介绍了阵列SAR三维成像与压缩感知的理论模型、成像算法。介绍了线性调频信号，脉冲压缩，匹配滤波，阵列三维SAR成像几何与回波信号模型，三维BP成像等。从三个方面介绍了压缩感知理论：信号的稀疏表示、传感矩阵的构造和稀疏重构算法的设计。详细介绍了稀疏重构算法中的正交匹配追踪（OrthogonalMatchingPursuit，OMP）算法和基追踪（BasisPursuit,BP）算法。2、在迭代加权最小二乘算法（IterativelyReweightedLeastSquares,IRL

7、S）的基础上提出了一种新的稀疏重构的方法：基于双门限S型罚函数（Double-ThresholdSigmoid,DTHS）的正则化稀疏重构方法，根据范数的选择，分别有DTHS-1和DTHS-2。详细分析了DTHS-1与DTHS-2算法的收敛性，指出其收敛过程可以分为两个阶段。在迭代的初始阶段，DTHS-1算法退化为IRLS算法；DTHS-2算法退化为Tikhonov正则化算法；当迭代序列的非零元素大于上门限时，迭代进入DTHS阶段，这确保了解的无偏性。对DTHS算法中使用的参数进行分析和仿真实验，结果表明影响算法性能的主

8、要参数是其惩罚函数的上门限值。与其它算法比较表明，DTHS算法比IRLS算法性能好；与OMP算法相比，它既适用于离散稀疏情况，也适用于连续稀疏情况。3、建立了阵列三维SAR稀疏分辨率增强的模型。分析了阵列三维SAR成像目标的稀疏性，根据雷达的距离压缩后的回波方程构建了阵列三维SAR成像的线性测量模型。介绍了两种降低测