【摘 要】
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星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)是一种重要的遥感观测方式,相比于机载合成孔径雷达,星载SAR具有更高的平台稳定性和更大的测绘带宽度。目前,星载SAR正朝着低频段、新体制的方向发展。低频段SAR具有更强的穿透能力和时间相关性,在军事侦察、海洋监测及生物量测量等领域都有着重要的应用。同时,滑动聚束模式、扫描模式、TOPS(Terrain Observatio
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星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)是一种重要的遥感观测方式,相比于机载合成孔径雷达,星载SAR具有更高的平台稳定性和更大的测绘带宽度。目前,星载SAR正朝着低频段、新体制的方向发展。低频段SAR具有更强的穿透能力和时间相关性,在军事侦察、海洋监测及生物量测量等领域都有着重要的应用。同时,滑动聚束模式、扫描模式、TOPS(Terrain Observation by Progressive Scans)模式等新体制、新概念也广泛应用在星载SAR设计中,用来满足高分辨率或大测绘带宽度的需要。目前,制约低频段星载SAR(例如L、P波段)发展的重要原因之一是电离层效应的影响。本文结合星载低频段新体制SAR的成像特点,分别对其背景电离层效应和电离层不规则体引起的闪烁效应进行了影响分析及校正技术研究。本文的主要工作如下:第二章对星载新体制SAR成像的电离层效应进行了影响分析。针对星载滑动聚束模式和TOPS模式,分别介绍了它们的成像几何模型,分析了背景电离层对其距离向和方位向成像的影响,提出了针对滑聚和TOPS模式的修正双频双点互相关函数模型用于闪烁效应的理论分析;提出了一种基于逆后向投影(Reverse Back Projection,Re BP)算法的电离层效应仿真方法,该方法能够准确的仿真新体制SAR的成像过程,比传统方法更具有灵活性和准确性。第三章研究了星载新体制SAR电离层色散效应校正方法。针对SAR单视复图像,结合了基于谱分割法的全局估计和基于自聚焦的区域估计的各自优势,并通过异常值筛选和平面拟合得到与SAR图像对应的高分辨背景电离层总电子量(Total Electron Content,TEC)分布图,最后通过仿真和实测数据实验验证了算法的准确性。该算法可以用于补偿色散相位和校正TOPS模式的干涉相位误差。第四章研究了基于最小熵自聚焦算法的电离层闪烁效应校正技术。针对传统优化算法(以牛顿法和最速下降法为例)缺乏全局优化能力的问题,提出了一种基于改进粒子群算法的闪烁校正技术,该算法具有更好的优化和收敛性能。通过仿真和实测数据分析,证明了该算法可有效解决滑聚、聚束等高分辨率SAR图像的闪烁校正问题。
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