SAR技术国内外研究现状
时间:2017-05-07 14:44 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 在 SAR 技术发展过程中，获取高质量高分辨率图像一直是科研人员不懈追求的目标，也是 SAR 领域内的研究热点之一。经过五十多年的研究和发展，SAR 图像分辨率从最初的几十米，提高到如今的米级、亚米级。随着分辨率的提高，SAR图像能够反映出更多、更真实的待测场景或目标的细节信息，发挥出更强的测绘和侦察能力，从而推动 SAR 技术在国民经济和国防建设中的应用。8305 但高分辨率图像的获得不可避免的需要投入不小的代价，例如数据量的增加、数据处理的复杂程度、对系统处理能力的要求以及对同一地区所需的扫描时间等，在民用领域，特别是在对分辨率要求不高，成本要求较低，设备较简单，的情况下，有时更注重实效性的应用场合，比如海洋、冰川近期的变化，一些军事目标的扫描检测等，都需要在很短的时间内对一地区重复进行扫描，这时就需要在尽量不提高系统复杂度的情况下，提高条带的宽度，从而尽可能快的扫描一块区域，同时还要保证一定的分辨率。 1 国外研究现状 1989年，英国学者Currie提出了利用方位向多波束实现高分辨率、宽测绘带SAR成像思想[8]，并给出了一些总体参数设计结果[9]。1997年，英国学者Cooper等人[10]提出采用多子带天线技术实现高分辨率SAR成像的方案。该方案的主要思想是将天线阵列沿方位向分成几个子阵，利用方位向多波束获得方位向高分辨率；同时，由几个子带数据合成宽带发射信号，从而获得距离向高分辨率。1999年，澳大利亚学者Callaghan[11]提出采用四元天线阵实现宽测绘带SAR成像的思想，利用天线零点指向调整的方法可将测绘带宽扩大约四倍，而方位向分辨率不受其影响。2001年，德国学者Suess等人[12]提出一种收发独立的结构实现高分辨率、宽测绘带SAR成像，其中收发天线既可安装在同一个卫星上，也可以分别安装在编队飞行卫星上。此外，德国学者Krieger等人[13-15]对数字多波束SAR成像展开了一系列研究。 研究中的另一种单站式多天线雷达技术是阵列SAR，其主要用于克服传统SAR存在的空间模糊问题，可以实现三文成像。三文成像SAR的基本思想是利用平台运动或切航迹放置阵列天线合成虚拟二文/三文天线阵列，并结合脉冲压缩技术获得距离向高分辨率，从而实现目标区域的三文成像。由于曲线SAR存在估计设计困难、工程实现难度较大等问题，三文成像SAR研究主要集中在线阵SAR。1996年，美国学者Mahafza和Sajjadi提出利用切航迹放置的线阵天线实现三文SAR成像的思想[16]，并通过仿真实验初步验证了线阵SAR的可行性。2004年，法国ONEAR的Giret和Jeuland等人[17]分析了线阵SAR的回波模型，并在此基础上开展了线阵SAR成像实验。该系统工作在Ka波段，发射信号为调频连续波，整套系统固定在地面上方5m处，以实现对下方运动汽车的三文成像。2006年，德国FGAN的Klare和Weiss等[18]开展了机载下视三文成像雷达技术的研究，该系统安装在一机翼长4m、质量25kg的无人机上，飞行速度10m/s~15m/s，实验飞行高度为200m。雷达工作在Ka波段，发射信号为调频连续波，带宽为750MHz，脉冲重复频率为200Hz，线阵雷达采用多发多收（Multiple-Input and Multiple-Output，MIMO）模式和稀疏阵列原理。发射阵元置于机翼两端，接收阵元沿机翼方向均匀分布。为消除平台运动误差，无人机上安装了惯性测量传感器和差分GPS接收机。 2 国内研究现状 近几年，单站式多天线雷达成像技术研究开始引起国内研究人员的注意和重视，发表了一系列的研究论文。在多波束SAR成像方面，中国科学院电子学研究所的李世强[19-21]和王小青[22-24]对方位向或距离向多波束SAR成像作了系统研究。文献[25]研究了方位向多波束SAR系统中天线长度和PRF的选择问题。文献[26]对偏置相位中心多波束SAR的天线姿态误差作了分析。文献[27,28]对星载方位多波束SAR的方位非均匀采样问题作了研究。 (责任编辑：qin) |