RMA成像算法研究及实现开题报告

1. 研究目的与意义

合成孔径雷达( SAR) 是一种高分辨率成像雷达，可以在能见度极低的气象条件下得到类似光学照相的高分辨雷达图像。利用雷达与目标的相对运动把尺寸较小的真实天线孔径用数据处理的方法合成一较大的等效天线孔径的雷达，也称综合孔径雷达。合成孔径雷达的特点是分辨率高，能全天候工作，能有效地识别伪装和穿透掩盖物。所得到的高方位分辨力相当于一个大孔径天线所能提供的方位分辨力。合成孔径雷达的首次使用是在20世纪50 年代后期，装载在RB-47A和RB-57D 战略侦察飞机上。经过近60 年的发展，合成孔径雷达技术已经比较成熟，各国都建立了自己的合成孔径雷达发展计划，各种新型体制合成孔径雷达应运而生，在民用与军用领域发挥重要作用。合成孔径雷达通过发射电磁脉冲和接收目标回波之间的时间差测定距离，其分辨率与脉冲宽度或脉冲持续时间有关，脉宽越窄分辨率越高。合成孔径雷达通常装在飞机或卫星上，分为机载和星载两种。合成孔径雷达按平台的运动航迹来测距和二维成像，其两维坐标信息分别为距离信息和垂直于距离上的方位信息。方位分辨率与波束宽度成正比，与天线尺寸成反比，就像光学系统需要大型透镜或反射镜来实现高精度一样，雷达在低频工作时也需要大的天线或孔径来获得清晰的图像。由于飞机航迹不规则，变化很大，会造成图像散焦。必须使用惯性和导航传感器来进行天线运动的补偿，同时对成像数据反复处理以形成具有最大对比度图像的自动聚焦。因此，合成孔径雷达成像必须以侧视方式工作，在一个合成孔径长度内，发射相干信号，接收后经相干处理从而得到一幅电子镶嵌图。雷达所成图像像素的亮度正比于目标区上对应区域反射的能量。总量就是雷达截面积，它以面积为单位。

距离多普勒（Range-Doppler，RD）算法是SAR成像处理中最直观，最基本的经典方法，目前在许多模式的SAR，尤其是正侧视SAR的成像处理中仍然广为使用，它可以理解为时域相关算法的演变。距离多普勒算法（RD算法）的基本思想是根据将二维处理分解为两个一维处理的级联形式，其特点是只考虑相位展开的一次项，将距离压缩后的数据沿方位向作FFT，变换到距离多普勒域，然后完成距离迁移校正和方位向压缩。

2. 研究内容和预期目标

本课题研究的主要内容基于合成孔径雷达的工作几何模型及信号模型，推导出带距离徙动校正功能的rd算法(rma)，并用matlab仿真工具实现该算法。

1.学习并掌握sar的工作原理。

2.对sar的rma成像算法进行理论推导。

3. 研究的方法与步骤

首先用四到五周的时间来学习本毕业设计的相关理论知识；

接下来用五到六周的时间进行算法的设计和仿真工作；

最后用三到四周的时间完成论文的撰写和英文文献的翻译工作；

4. 参考文献

【1】 刘永坦 等，雷达成像技术，哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1999

【2】 [美]ian g.cumming 等，合成孔径雷达成像算法与实现，北京：电子工业出版社，2007

【3】 【美】john c.curlander 等，合成孔径雷达系统与信号处理，北京：电子工业出版社，2007

5. 计划与进度安排

1. 3月31日4月10日查阅相关资料，撰写开题报告；

2. 4月11日4月25日 学习和推导rd成像算法；五千字的中英文翻译；

3. 4月26日5月10日 利用matlab仿真软件进行rd算法实现；