在具有垂直运动和天线误指向的高流动性平台上用于SAR高度计的信号处理和波形再跟踪
Qiankai Wang1,2, Wen Jing1, Xiang Liu1
1Institute of Electronic Engineering, China Academy of Engineering Physics, Mianyang 621000, China.
本研究引入了一种新的半分析波形模型和信号处理技术,用于合成孔径雷达 (SAR) 高度计,提高高流动性平台的精度. 这种新的方法改善了高度估计,这对于诸如空中测量等应用至关重要.
科学领域:
- 地质科学 地质科学
- 遥感 遥感 遥感 遥感
- 雷达技术 雷达技术的使用
背景情况:
- 与传统系统相比,合成光圈雷达 (SAR) 高度计提供更高的空间分辨率和信号噪声比 (SNR).
- 现有的SAR高度测量波形模型主要是为卫星设计的,不适合用于具有大天线误导角度和垂直运动的高移动性平台.
- 精确的波形再跟踪对于SAR高度计中精确的高度估计至关重要.
研究的目的:
- 开发一种新的半分析波形模型和信号处理方法,用于SAR高度计,能够处理垂直移动和大天线误指角.
- 提高飞机和无人机等高流动性平台的高度估计的准确性.
主要方法:
- 为平面脉冲响应 (FSIR) 提出了一种适用于数值计算的新型半分析表达式.
- 通过分析函数的数值卷积,概率密度函数和雷达点目标响应生成了一个2D延迟多普勒图.
- 实施了一种基于sinc插值的延迟补偿方法,用于多视图回声处理,解决非整数延迟并保留信号特征.
- 使用最小平方 (LS) 估计方法,通过梯度下降代地解决,用于高度估计.
主要成果:
- 拟议的模型证明了对空中场景的高度适用性,误导角度在10度以内.
- 实现了小于10的正常化二次误差 (NQE).
- 根据拟议的模型,通过重新跟踪方法获得的时间延迟 (τ) 的根-平均平方误差 (RMSE) 低于0.2m.
结论:
- 开发的半分析波形模型和信号处理方法显著提高了高流动性平台上的SAR高度测量性能.
- 拟议的方法提供了准确的高度估计,克服了以前模型的局限性.
- 这些发现表明,在空中SAR高度测量应用中具有很高的适用性和准确性.
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