前视双基地SAR多普勒参数估计与运动补偿研究.pdf

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS论文题目前视双基地SAR多普勒参数估计与运动补偿研究学科专业信号与信息处理学号201221240608作者姓名宁志腾指导教师张顺生副研究员分类号密级注1UDC学位论文前视双基地SAR多普勒参数估计与运动补偿研究（题名和副题名）宁志腾（作者姓名）指导教师张顺生副研究员电子科技大学成都（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2015.5.21论文答辩日期2015.5.275学位授予单位和日期电子科

2、技大学2015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。RESEARCHONDOPPLERPARAMETERSESTIMATIONANDMOTIONCOMPENSATIONFORBISTATICFORWARDLOOKINGSARAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:SignalandInformationProcessingAuthor:NingZhitengAdvisor:ZhangShunshengSchool:Rese

3、archInstituteElectronicScienceandTechnologyofUESTC独创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，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，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。作者签名：日期：年月日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门或机构送交论文的复印件和磁盘，允

4、许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、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）作者签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要前视双基地SAR由于可以对飞行方向正前方区域进行成像，现在越来越受到国内外研发人员的重视。SAR成像中，多普勒中心频率误差会导致信噪比下降、图像平移；多普勒调频率不准确将导致图像模糊、对比度下降；高阶多普勒参数误差会造成图像失真。另外，在实际的SAR飞行中，载机平台很容易受到气流等影响，从而产生运动误差，进而影响SAR图像的聚焦质量。本文针对前视双

5、基地SAR的多普勒参数估计和运动补偿技术展开研究，主要研究内容包括：1.建立了前视双基地SAR的几何模型，给出了点目标的回波模型，并分析其距离历史特性和多普勒特性。研究发现：前视双基地SAR的多普勒参数具有质心大、调频斜率较小、高阶多普勒参数不可忽略等特点。同时，通过对线性调频信号的相位误差进行分析，发现一次相位误差会导致信号中心频率发生偏移，二次相位误差造成压缩信号展宽、旁瓣电平升高，高次相位误差造成主瓣不对称等。2.研究了基于Radon变换和距离徙动校正函数的多普勒模糊数估计方法。运用Radon变换对距离压缩后的回波信号进行角度估计，再利用回波信号的直线斜率与多普勒

6、模糊数之间的关系，实现多普勒模糊数估计。通过构造距离徙动校正函数并以最小熵为代价函数，估计得到多普勒模糊数。仿真实验表明：这两种方法都可以很准确估计多普勒模糊数。3.提出了一种结合牛顿迭代和DCFT的前视双基地SAR多普勒参数估计方法。通过互相关技术完成距离徙动校正之后，采用DCFT算法估计多普勒参数的初始值，再利用牛顿迭代法实现准确估计。仿真实验表明：与基于几何的方法和DCFT算法相比，提出的算法能够获得更准确的估计结果。4.研究了基于离散多项式相位变换（DPT）的前视双基地SAR多普勒参数估计方法。对回波信号完成距离压缩和距离徙动校正之后，提取方位向信号，利用DPT

7、从高阶到低阶依次估计出多普勒参数。仿真结果表明：这种算法不仅可以准确估计低阶多普勒参数，更可以准确估计三阶多普勒参数。5.建立了运动误差在航迹向、偏航向和俯仰向的误差模型，分析了恒定速度误差和线性速度误差对成像造成的影响，仿真验证了理论模型和公式推导的正确性。提出了一种基于多普勒参数估计的运动补偿方法：利用估计的多普勒参数，构造方位向压缩参考函数，结合前视双基地SAR成像算法，实现了前视双基地SAR的聚焦成像。最后，通过双基地SAR实测数据验证了算法的有效性。关键词：前视双基地SAR，多普勒参数估计，运动补偿，离散多项式相位变换IABST