SAR數(shù)據(jù)信號(hào)級(jí)特征提取.pdf

1、合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar, SAR)具有全天候,全天時(shí)工作的特點(diǎn)。通過(guò)發(fā)射大帶寬的線性調(diào)頻信號(hào)獲得距離向高分辨率,而雷達(dá)平臺(tái)對(duì)一個(gè)目標(biāo)進(jìn)行照射過(guò)程中產(chǎn)生一段等效的大孔徑,實(shí)現(xiàn)方位向上的高分辨率。特征主要是指目標(biāo)的雷達(dá)散射截面(Radar Cross Sector,RCS),波束中心穿越時(shí)刻,方位向調(diào)頻率等等,信號(hào)級(jí)特征提取就是指通過(guò)原始SAR數(shù)據(jù)估計(jì)這些參數(shù)。
　　以Chirp Scaling

2、為代表的傳統(tǒng)合成孔徑雷達(dá)成像算法雖然對(duì)SAR數(shù)據(jù)處理方法不同,但有兩個(gè)共同點(diǎn):1)方位向與距離向均需要進(jìn)行脈沖壓縮,使用匹配濾波器的信號(hào)處理技術(shù);2)沒(méi)有考慮合成孔徑過(guò)程中散射體RCS的變化。使用匹配濾波器使SAR圖像無(wú)論在方位向還是距離向都存在主瓣向旁瓣的能量泄漏;不考慮目標(biāo)RCS的變化,對(duì)所有目標(biāo)采用相同的成像策略,這種做法直接導(dǎo)致一些目標(biāo)在SAR圖像上散焦,造成解譯這些目標(biāo)非常困難。
　　傳統(tǒng)SAR成像算法依賴(lài)于平臺(tái)和目標(biāo)之

3、間的幾何模型,這個(gè)模型對(duì)實(shí)際運(yùn)動(dòng)的描述準(zhǔn)確度直接影響著SAR的成像質(zhì)量。在數(shù)據(jù)采集過(guò)程中,受氣流、飛機(jī)自身不穩(wěn)定性的影響,這個(gè)幾何模型存在一定誤差,導(dǎo)致Chirp Scaling等算法無(wú)法高分成像。
　　綜合以上,擺脫傳統(tǒng)幾何模型的限制,實(shí)現(xiàn)高分圖像和正確解譯是大趨勢(shì)。本文研究信號(hào)級(jí)特征提取,主要有以下幾個(gè)方面的貢獻(xiàn)。
　　第一,介紹與分析了原子分解的原理,以及提出其在SAR數(shù)據(jù)特征提取和SAR圖像局部精細(xì)化方面的應(yīng)用。用原

4、子分解將散射點(diǎn)目標(biāo)從回波中剝離出來(lái),確定該目標(biāo)在SAR圖像中的位置信息以及強(qiáng)度大小,并直接成像而不需要匹配濾波器。應(yīng)用這個(gè)特點(diǎn)就可以精細(xì)化局部SAR圖像,消去該區(qū)域的模糊部分;
　　第二,改進(jìn)了已有的數(shù)據(jù)回波模型以及提出對(duì)應(yīng)的非線性最小二乘算法,精確估計(jì)了方位回波特征參數(shù),從數(shù)學(xué)角度論證這種回波模型假設(shè)的合理性以及計(jì)算的可行性,并證明在較高的信噪比(Signal Noise Ratio,SNR)下可以達(dá)到估計(jì)的克拉美羅下界(Cra