部分 合成孔徑雷達基礎

第1章 概論

1.1 合成孔徑雷達背景簡介

1.2 遙感中的雷達

1.3 SAR基礎

1.4 星載合成孔徑雷達傳感器

1.5 內容概要

1.5.1 星載合成孔徑雷達圖像示例

參考文獻



第2章 信號處理基礎

2.1 簡介

2.2 線性卷積

2.2.1 連續時間卷積

2.2.2 離散時間卷積

2.3 傅裡葉變換

2.3.1 連續時間傅裡葉變換

2.3.2 離散傅裡葉變換

2.3.3 傅裡葉變換性質

2.3.4 傅裡葉變換示例

2.4 卷積的DFT計算

2.5 信號采樣

2.5.1 采樣信號的頻譜

2.5.2 信號類型

2.5.3 奈奎斯特采樣率和混疊

2.6 平滑窗

2.7 插值

2.7.1 sinc插值

2.7.2 插值核的頻譜

2.7.3 非基帶和復插值

2.8 點目標分析

2.9 小結

2.9.1 金星坑的麥哲倫圖像

參考文獻



第3章 線性調頻信號的脈衝壓縮

3.1 概述

3.2 線性調頻信號

3.2.1 時域表達

3.2.2 線性調頻脈衝的頻譜

3.2.3 調頻信號采樣

3.2.4 頻率和時間不連續性

3.3 脈衝壓縮

3.3.1 脈衝壓縮原理

3.3.2 線性調頻信號的時域壓縮

3.3.3 頻域匹配濾波器

3.3.4 窗效應

3.3.5 過采樣率重定義

3.4 匹配濾波器的實現

3.4.1 目標定位和匹配濾波器棄置區

3.5 調頻率失配

3.5.1 基帶信號中的失配影響

3.5.2 非基帶信號中的失配影響

3.5.3 濾波器失配和時間帶寬積

3.6 小結

3.6.1 ENVISAT/ASAR寬帶圖像

參考文獻

附錄3 A 匹配濾波輸出的推導

附錄3 B 相位失配誤差推導



第4章 合成孔徑的概念

4.1 概述

4.2 SAR幾何關繫

4.2.1 術語定義

4.2.2 衛星地距幾何

4.2.3 衛星軌道幾何

4.3 距離等式

4.3.1 距離等式的雙曲線模型

4.3.2 速度與角度的關繫

4.4 SAR距離向信號

4.4.1 發射脈衝

4.4.2 數據獲取

4.5 SAR方位向信號

4.5.1 什麼是SAR中的多普勒頻率

4.5.2 相干脈衝

4.5.3 PRF的選擇

4.5.4 方位向信號強度和多普勒歷程

4.5.5 方位向參數

4.6 二維信號

4.6.1 信號存儲器中的數據排列

4.6.2 解調後的基帶信號

4.6.3 SAR衝激響應

4.6.4 典型雷達參數值

4.7 SAR分辨率與合成孔徑

4.7.1 分辨率的帶寬推導

4.7.2 合成孔徑

4.8 小結

4.8.1 溫哥華島的窄幅ScanSAR圖像

參考文獻

附錄4 A 近似雷達速度的推導

附錄4 B 正交解調

附錄4 C 合成孔徑的概念



第5章 SAR信號的性質

5.1 簡介

5.2 低斜視角下的信號頻譜

5.2.1 距離多普勒域頻譜

5.2.2 二維頻譜

5.3 一般情況下的信號頻譜

5.3.1 距離向傅裡葉變換

5.3.2 方位向傅裡葉變換

5.3.3 距離向傅裡葉逆變換

5.4 方位混疊與多普勒中心

5.4.1 方位混疊和模糊的起因

5.4.2 多普勒中心

5.4.3 多普勒模糊

5.4.4 距離向的多普勒中心變化

5.5 徙動

5.5.1 RCM的分量

5.5.2 同一距離處的多個目標

5.5.3 目標軌跡卷繞

5.6 點目標示例

5.6.1 仿真參數

5.7 SAR處理算法初窺

5.7.1 時域匹配濾波

5.7.2 機載實時處理圖像

5.7.3 非聚焦SAR

5.7.4 更好的處理算法

5.8 小結

參考文獻

附錄5 A 距離向/方位向的耦合

附錄5 B 方位調頻率注釋



第二部分 SAR處理算法

第6章 距離多普勒算法

6.1 簡介

6.2 算法概述

6.3 低斜視角下的RDA

6.3.1 雷達原始數據

6.3.2 距離壓縮

6.3.3 方位向傅裡葉變換

6.3.4 距離徙動校正

6.3.5 殘餘RCM導致的展寬

6.3.6 方位壓縮

6.3.7 低斜視下的RADARSAT-1圖像

6.4 大斜視角情況

6.4.1 斜視的處理改進

6.4.2 SRC的實現

6.4.3 星載和機載中的SRC方式

6.4.4 SRC仿真試驗

6.4.5 機載L波段雷達圖像示例

6.5 多視處理

6.5.1 子視時頻關繫

6.5.2 子視抽取、檢測及求和

6.5.3 等效視數

6.5.4 多視處理示例

6.5.5 調頻率誤差

6.5.6 多視處理圖像

6.6 小結

參考文獻



第7章 Chirp Scaling算法

7.1 介紹

7.1.1 Chirp Scaling算法概覽

7.2 Chirp Scaling原理

7.3 RCMC中的Chirp Scaling

7.3.1 一致RCMC和補餘RCMC

7.3.2 RCM的精確表達

7.4 變標方程推導

7.4.1 補餘RCM量級示例

7.5 CSA處理細節

7.5.1 距離處理

7.5.2 方位處理

7.6 處理示例

7.6.1 點目標仿真處理

7.6.2 SRTM/X-SAR數據處理

7.7 小結

參考文獻



第8章 wK算法

8.1 簡介

8.1.1 wKA概述

8.2 參考函數相乘

8.3 Stolt插值

8.3.1 變量代換

8.4 對Stolt映射的理解

8.4.1 Stolt映射的組成部分

8.4.2 基於傅裡葉變換性質的理解

8.4.3 基於支持域的理解

8.4.4 基於成像幾何關繫的理解

8.5 誤差分析

8.6 近似wKA

8.6.1 近似項

8.6.2 與RDA和CSA的關繫

8.6.3 近似wKA的誤差討論

8.7 處理示例

8.7.1 完整wKA仿真

8.7.2 近似wKA

8.7.3 X波段機載聚束雷達圖像示例

8.8 小結

參考文獻

附錄8 A 波數域的Stolt映射



第9章 SPECAN算法

9.1 簡介

9.1.1 SPECAN算法概述

9.2 SPECAN算法的推導

9.2.1 SPECAN的卷積推導

9.2.2 幾何解釋

9.2.3 混疊與FFT長度

9.2.4 輸出采樣間隔

9.2.5 FFT有效輸出點數

9.2.6 後續FFT位置

9.2.7 FFT輸出結果的拼接

9.3 多視處理

9.4 處理效率

9.5 距離徙動校正

9.5.1 時域線性RCMC

9.5.2 數據傾斜與校直

9.6 相位補償

9.7 關於圖像質量的一些問題

9.7.1 拼接點處的頻率間斷

9.7.2 方位調頻率誤差

9.7.3 扇貝輻射效應

9.8 處理示例

9.8.1 仿真點目標

9.8.2 SPECAN算法處理出的ERS圖像

9.9 小結

參考文獻