分布式星载SAR动目标参数估计及成像研究

作     者：赵向阳 

作者单位：哈尔滨工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘梅

授予年度：2016年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 081001[工学-通信与信息系统] 081002[工学-信号与信息处理] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0811[工学-控制科学与工程] 

主      题：合成孔径雷达 动目标参数估计 多项式相位信号 三次相位函数方法 

摘      要：分布式星载SAR能够满足现代社会对成像和侦查的需求,近年来得到广泛的研究和发展。常规星载SAR动目标参数估计研究对象是具有方位向和距离向二维运动的目标,但是实际情况下,目标高度向上的运动不可忽略,本文重点研究具有方位向、距离向和高度向上三维运动目标参数估计问题。本文对分布式星载SAR动目标参数估计和成像问题进行了系统性的研究,首先给出了三维加速运动目标模型,然后介绍了多项式相位信号参数估计方法,重点介绍三次相位函数方法,接下来利用三次相位函数方法对所建立模型的相位系数进行估计,并从中求解出了目标三维运动的速度分量估计值和加速度分量估计值,最后利用动目标参数估计结果对动目标成像时进行补偿,使方位向散焦的运动目标重新聚焦,同时使运动目标由偏移位置重新回到正确位置。对于三维加速运动目标,其斜距方程相比于二维运动目标和匀速运动目标都更加复杂,常规的二阶泰勒展开得到的一阶相位系数和二阶相位系数估计值无法满足动目标参数估计精度的要求。为了实现三维加速运动目标参数估计的高精度要求,需要对斜距进行三阶泰勒展开,求得更高阶的相位系数,实现更精确的运动目标参数估计。本文给出了三维加速运动目标的三阶泰勒展开模型,并采用多项式相位信号参数估计方法对模型的相位系数进行求解,该方法基于三次相位函数方法,在此基础上联合多个星载SAR的各阶相位系数对目标的运动参数进行了准确有效的求解。目标运动对成像结果的影响主要体现在两方面,即图像散焦和成像位置偏移。本文主要对这两个影响进行了分析,并结合动目标参数估计结果给出了散焦补偿和位置偏移校正的方法。通过对这二者的补偿和校正,能使方位向散焦和位置偏移的运动目标重新聚焦,并在图像的正确位置上形成图像。