高分辨成像中的GPS和IMU應用研究.pdf

1、近年來SAR系統(tǒng)向著小型化和高分辨的方向發(fā)展，運動誤差對成像的影響越來越突出，精確的運動補償成為高分辨SAR成像工作的重點和難點。GPS和IMU等運動傳感器可以直接測量雷達天線相位中心的運動信息，在SAR系統(tǒng)中廣泛使用。其中GPS的定位誤差不會因時間累積而發(fā)散，但是數(shù)據(jù)率較低，且在非差分模式下定位精度較差；IMU的定位信息具有高精度、高數(shù)據(jù)率的長處卻也存在誤差隨時間累積的弊端。將GPS和IMU數(shù)據(jù)融合成為高分辨SAR運動補償?shù)闹饕芯糠?/p>

2、向。
　　本文主要研究了使用GPS和IMU單元——加速度計進行運動補償實現(xiàn)高分辨SAR成像的方法。為完成數(shù)據(jù)融合的目的，先后對結合運動補償?shù)某上袼惴?、GPS和加速度計的數(shù)據(jù)預處理以及插值的融合方法進行了探索和研究。具體的研究內容和取得的研究成果如下：
　　(1)對FMCW SAR回波和運動誤差建模，分析高分辨SAR對運動補償?shù)木纫?；研究精確聚焦的RMA成像算法，在已有改進算法的基礎上，增加基于回波數(shù)據(jù)的自聚焦補償剩余相位

3、誤差，并估計運動參數(shù)補償距離空變誤差，提出改進的RMA算法作為運動補償實現(xiàn)的算法平臺。
　　(2)研究了GPS和加速度計的數(shù)據(jù)預處理流程，在此基礎上分析了GPS和加速度計定位的性能，為后續(xù)研究 GPS和加速度計數(shù)據(jù)融合方法提供技術支撐。分析運動狀態(tài)下重力加速度分量對定位的巨大影響，研究了運動中加速度計重力分量的補償方法，提出了利用GPS信息估計重力加速度分量的方法。
　　(3)提出了兩種加速度計與 GPS數(shù)據(jù)融合的插值方法，