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机载合成孔径雷达是一种主要以飞行器为工作平台,工作在微波波段的主动式遥感器。由于它不受云雾、黑夜等恶劣自然条件的影响,具有全天候、全天时成像的能力,对植被和复杂地表等具有一定的穿透能力,并能够呈现出二维高分辨图像的优点,所以在很多领域都占据了一席之地。本文主要根据机载合成孔径雷达的实测数据对多普勒参数估计及其补偿进行了详细的研究。
本文以高分辨率机载合成孔径雷达的多普勒参数估计及运动补偿为主要的研究内容,主要进行以下几部分工作:第一,详细阐述了机载合成孔径雷达的基本原理,对合成孔径雷达成像的相关概念进行了理论分析和仿真研究。第二,对机载合成孔径雷达的经典成像算法距离多普勒算法进行了详细的讨论,以理论结合实验为基础,从算法原理、实现过程、适用条件及算法流程等方面,分析了算法的性能和优缺点。第三,针对相位误差对成像质量的影响进行了分析,同时对进行多普勒参数估计的重要性及其原有的估计算法进行了讨论;提出了适合于高分辨率机载SAR成像要求的改进杂波锁定技术和改进相位梯度自聚焦算法(PGA),对于原有算法的不足之处,改进杂波锁定技术算法通过对方位谱能量重心的精确估计得到多普勒中心迭代开始的预置值;改进的相位梯度自聚焦算法针对复杂场景中强散射点的划分不同,采取了门限式加窗方法。最后,以机载合成孔径的多组实测飞行数据为基础,对补偿算法的普适性、可行性和有效性进行验证,可见改进算法的补偿效果显著。