InISAR三维成像的基线构型研究

orthogonalization of non-orthogonal interferometic baseline is proposed to modify the positions of all scatter in 3-D imaging effectively. In the following, this paper further analyzes the effect of interferometic baselines rotation on interferometic phase and image restoration, and corrects the offset of scattering point of 3-D imaging by using the above method. Simulation results show that this method has high accuracy of image restoration and better anti-noise performance. Key words: InISAR, 3-D imaging, baseline variation, interferometic phase compensation, non-orthogonal baseline, orthogonalization, baseline rotation
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图 2-22 δ v2 =0.64 时的干涉相位补偿前后三维图像恢复 .......................................42 图 3-1 编队构型在 xy 平面上的投影椭圆 ..............................................................44 图 3-2 几种典型的编队构型示意图 ........................................................................46 图 3-3 目标的真实三维模型 ....................................................................................48 图 3-4 分布式小卫星对目标成像时的俯瞰情景 ....................................................48 图 3-5 非正交基线和正交基线的三维图像恢复 ....................................................49 图 3-6 分布式小卫星 InISAR 三维成像示意图 ......................................................50 图 3-7 成像平面确定示意图 ....................................................................................53 图 3-8 干涉基线旋转示意图 ....................................................................................56 图 3-9 干涉基线 xz 平面内旋转示意图 ..................................................................57 图 3-10 分布式小卫星系统 InISAR 三维成像仿真示意图 ....................................63 图 3-11 各个小卫星得到的目标二维 ISAR 图像 ...................................................63 图 3-12 非正交基线转换前后目标三维恢复对比图 ..............................................64 图 3-13 非正交基线转换前后的干涉图像精度对比图 ..........................................65 图 3-14 基线旋转角度为 0.5rad 非正交基线正交化方法前后的三维图像恢复 ..66 图 3-15 基线旋转角度为 0.8rad 非正交基线正交化方法前后的三维图像恢复 ..66
中国科学技术大学 硕士学位论文 InISAR三维成像的基线构型研究 姓名：沈楠 申请学位级别：硕士 专业：通信与信息系统 指导教师：陈卫东 20100501
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ABSTRACT
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Interferometric baselines play an important role in imaging system design and data processing of Interferometric inverse synthetic aperture radar (InISAR), and determine the accuracy of image restoration This dissertation has been launched to study baseline variation and non-orthogonal interferometic baselines configuration as follow. Firstly, interferometic phase compensation method for baseline variation in InISAR imaging is studied. This paper discusses several forms of baseline variation, and analyzes the effects of the baseline variation and its estimate error on interferometic phase, and deduces variation range of baseline. Then, the interferometic phase compensation method based on 1-D range profiles is proposed. In this method, the compensation of interferometic phase is achieved by extracting the phase of each scattering point in one range index separately. Simulation results show the effectiveness of this compensation method. Secondly, the 3-D InISAR imaging method of transforming non-orthogonal interferometic baselines to virtual orthogonal baselines is studied. The
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图目录
图 1-1 转台目标成像示意图 ......................................................................................5 图 1-2 ISAR 成像流程 .................................................................................................6 图 1-3 三天线干涉成像示意图 ..................................................................................7 图 1-4 传统的干涉 InISAR 三维成像流程 ................................................................9 图 2-1 多天线的基线变化形式 .................................................................................12 图 2-2 基线平移变化的 InISAR 三维成像示意图 ..................................................13 图 2-3 基线变化前后的目标三维图像恢复 ............................................................14 图 2-4 基线俯仰变化时 InISAR 三维成像示意图 ..................................................17 图 2-5 基线侧摆变化时 InISAR 三维成像示意图 ..................................................18 图 2-6 基线复杂变化时 InISAR 三维成像示意图 ..................................................21 图 2-7 基线变化范围示意图 ....................................................................................23 图 2-8 三维成像中合成散射点示意图 ....................................................................29 图 2-9 目标三维散射点模型 ....................................................................................34 图 2-10 目标散射点模型的二维投影图 ..................................................................34 图 2-11 AB 天线干涉相位均方误差随基线变化测量误差的变化关系 .................35 图 2-12 AC 天线干涉相位均方误差随基线变化测量误差的变化关系 .................35 图 2-13 基线平移变化时干涉相位补偿前后目标三维图像恢复 ..........................37 图 2-14 基线平移变化时目标散射点三维位置坐标的投影图 ..............................37 图 2-15 基线侧摆变化时干涉相位补偿前后目标三维图像恢复 ..........................38 图 2-16 基线侧摆变化时目标散射点三维位置坐标的投影图 ..............................39 图 2-17 基线复杂变化时干涉相位补偿前后目标三维图像恢复 ...........................39 图 2-18 基线复杂变化时目标散射点三维位置坐标的投影图 ..............................40 图 2-19 δ v2 =0.04 时的干涉相位补偿前后三维图像恢复 .......................................41 图 2-20 δ v2 =0.16 时的干涉相位补偿前后三维图像恢复 .......................................41 图 2-21 δ v2 =0.36m 时的干涉相位补偿前后三维图像恢复 ....................................41