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自旋式飞行平台是一种高速、高机动、沿直线飞行的同时伴随着自旋运动的运动平台,在制导、跟踪等领域有广泛的应用。由于其搭载的雷达的波束指向修正困难,不仅平台对地高度不能精确测量,更使得传统的SAR成像技术不能将其作为成像平台。本文通过研究自旋式飞行平台的三维SAR成像新模型,将测高与三维SAR成像相结合,提出了一种基于三维SAR成像的测高方法,并开发了基于该测高方法的软件系统。主要内容为:1.介绍了单激励发射模式的阵列三维SAR成像系统和传统的飞行器测高方法。简述了三维SAR成像系统的回波信号模型及其三个维度的分辨率,分析了该模式适用的成像算法。介绍了三种传统的飞行器测高方法的工作原理和其主要应用场合。2.研究了自旋式飞行平台三维SAR成像模型。通过分析自旋式飞行平台天线相位中心运动轨迹的特点,将具有三维空间分布的半螺旋线的天线运动轨迹等效为面阵天线。基于等效面阵,利用模糊函数理论,从理论上证明模型的成像可行性,并分析了成像误差来源和误差对成像性能的影响。通过仿真结果,验证了该模型的成像可行性。3.提出基于三维SAR成像的自旋式飞行平台测高新方法,将飞行器测高问题转化为成像问题。通过三维SAR成像技术获取飞行平台星下点高度,再结合IMU提供的平台海拔高度,可测量出飞行平台的对地高度。然后从成像角度分析了影响测高精度的因素。通过仿真实验,验证了该测高方法的有效性。4.分析了随机噪声和频域分段失真对基于三维SAR成像的测高新模型测高性能的影响,通过仿真实验验证了随机噪声干扰对该模型的测高精度影响不大,而以分段干扰为代表的转发式干扰对高模型测高精度影响较大。5.开发了基于三维SAR成像的测高的软件系统。通过对用户需求的分析,将软件划分为多个子模块。基于各模块的功能需求,详细分析了GPU、matlab和VRML联合编程的的设计方案。在比较多种联合编程设计方案的优缺点后,最终设计出了满足所有的用户需求的测高软件,兼具matlab图形处理功能强大、GPU并行化处理速度快、VRML能使观察者与场景动态交互等优点。