機載SAR圖像地理編碼研究與實現
發(fā)布時間:2021-06-24 00:48
合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar,SAR)是一種利用等效合成孔徑原理獲得高分辨率SAR圖像的對地觀測系統,它可以搭載于衛(wèi)星平臺和飛機平臺,分別稱為星載SAR和機載SAR。機載SAR以其全天時、適用于惡劣的觀測環(huán)境、圖像分辨率高等特點被廣泛的應用于農作物估產、災害監(jiān)測及救援、地形測繪、軍事偵察等領域。由于機載SAR的斜距側視成像特性以及SAR數據錄取過程中平臺運動的非理想性,機載SAR圖像會存在幾何畸變,影響機載SAR圖像的識別以及幾何定位,因此需要對機載SAR圖像進行地理編碼。機載SAR圖像地理編碼是機載SAR圖像的后處理過程,它將SAR圖像信息以一種人們易于判讀理解的地球固定網格形式(地圖圖像)輸出。因此,機載SAR圖像地理編碼有著很大的應用前景和研究價值。本文以機載SAR圖像為研究對象,從地理編碼的處理流程著手,著重分析了機載SAR圖像地理編碼過程中的幾何定位過程,并對影響編碼圖像精度的因素進行了探討與分析,通過分析驗證實驗以及實測數據的處理,驗證了本文提出的算法的可行性和有效性,以及誤差模型的正確性。主要研究內容如下:1.機載SAR圖像地理編碼必要性...
【文章來源】:中國電子科技集團公司電子科學研究院北京市
【文章頁數】:84 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.1?SAR數據獲取的幾何關系??如圖2.2所示,其中XOY平面為星下點所在的地平面;//為載機平臺的飛??行高度,F表示載機平臺的飛行速度;P〇cj,z)點為載機平臺的位置矢量;??
‘x??圖2.1?SAR數據獲取的幾何關系??如圖2.2所示,其中XOY平面為星下點所在的地平面;//為載機平臺的飛??行高度,F表示載機平臺的飛行速度;P〇cj,z)點為載機平臺的位置矢量;??7'(1,,3;,,4)點為目標的位置矢量;由幾何關系,目標與5^平臺的斜距為:??R^\PT\^^l(x-?xT?)2+(y-?yr?)2?+?(z?-?zr?)2?(2.1)??由圖2.2可知:少=0,2>?=?//,4=0;令??u.L?(2.2)??其中,Q為方位向時間,再令r?=?jH2+yT2?,?/?表示目標與SAR的垂直斜距,??則表示任意時刻^時目標與SAR的斜距;?r)為:??PT?=R(s;r)?=?yjr2?+v2?.(s ̄s0f?(2.3)??圖2.2⑷中,I、7_分別指合成孔徑長度和合成孔徑時間關系為:??Lsar?=?V'Tsar?(2.4)??圖2.2(b)中,、尺max分別為最近斜距、最遠斜距,F為波束在地面的照射寬??度
??圖2.3是RDA的處理流程圖。??SAR回波信號??廠??距離壓縮??方位向傅里葉變換??距離徙動校正??方位壓縮??壓縮后的復圖像??圖2.3距離多普勒算法流程圖??2.?Chirp?Scaling?算法(簡稱?CS?算法,即?CSA)??RDA具有諸多優(yōu)點,但是RDA也有兩點不足:一是當用較長的核函數提高??RCMC精度時,運算量太大;二是方位頻率對二次距離壓縮(Secondary?Range??Conpression^?SRC)的影響很大,這導致了在大斜視角和長孔徑SAR的情況下精??度較低。CSA[22]通過對Chip回波信號的頻率調制,避免了插值。??簡單來說,CSA就是通過兩步來進行RCMC。先通過“補余RCMC”,即通??過CS操作使信號都具有一致的RCM,第二步是“一致RCMC”,即在二維頻域??進行相位相乘校正。??CSA的處理流程如圖2.4所示
本文編號:3246005
【文章來源】:中國電子科技集團公司電子科學研究院北京市
【文章頁數】:84 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.1?SAR數據獲取的幾何關系??如圖2.2所示,其中XOY平面為星下點所在的地平面;//為載機平臺的飛??行高度,F表示載機平臺的飛行速度;P〇cj,z)點為載機平臺的位置矢量;??
‘x??圖2.1?SAR數據獲取的幾何關系??如圖2.2所示,其中XOY平面為星下點所在的地平面;//為載機平臺的飛??行高度,F表示載機平臺的飛行速度;P〇cj,z)點為載機平臺的位置矢量;??7'(1,,3;,,4)點為目標的位置矢量;由幾何關系,目標與5^平臺的斜距為:??R^\PT\^^l(x-?xT?)2+(y-?yr?)2?+?(z?-?zr?)2?(2.1)??由圖2.2可知:少=0,2>?=?//,4=0;令??u.L?(2.2)??其中,Q為方位向時間,再令r?=?jH2+yT2?,?/?表示目標與SAR的垂直斜距,??則表示任意時刻^時目標與SAR的斜距;?r)為:??PT?=R(s;r)?=?yjr2?+v2?.(s ̄s0f?(2.3)??圖2.2⑷中,I、7_分別指合成孔徑長度和合成孔徑時間關系為:??Lsar?=?V'Tsar?(2.4)??圖2.2(b)中,、尺max分別為最近斜距、最遠斜距,F為波束在地面的照射寬??度
??圖2.3是RDA的處理流程圖。??SAR回波信號??廠??距離壓縮??方位向傅里葉變換??距離徙動校正??方位壓縮??壓縮后的復圖像??圖2.3距離多普勒算法流程圖??2.?Chirp?Scaling?算法(簡稱?CS?算法,即?CSA)??RDA具有諸多優(yōu)點,但是RDA也有兩點不足:一是當用較長的核函數提高??RCMC精度時,運算量太大;二是方位頻率對二次距離壓縮(Secondary?Range??Conpression^?SRC)的影響很大,這導致了在大斜視角和長孔徑SAR的情況下精??度較低。CSA[22]通過對Chip回波信號的頻率調制,避免了插值。??簡單來說,CSA就是通過兩步來進行RCMC。先通過“補余RCMC”,即通??過CS操作使信號都具有一致的RCM,第二步是“一致RCMC”,即在二維頻域??進行相位相乘校正。??CSA的處理流程如圖2.4所示
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