基于压缩感知的合成孔径雷达成像开题报告
2021-12-19 18:43:27
全文总字数:1945字
1. 研究目的与意义及国内外研究现状
合成孔径雷达(sar)是一种高分辨的成像雷达,它不受气候和昼夜影响,能够全天候、全天时、远距离的进行成像,具有大范围观测、可变视角以及良好的穿透能力等特点,通常被装载在飞机或卫星平台上来对地面进行成像。随着成像区域越来越大且分辨率要求越来越高,越来越多的数据需要采集和处理。这使得sar系统的实施难度越来越大,以香农采样定理为基础的信号处理框架对采样速度和数据处理速度的要求也越来越高,因此给数据存储和传输系统带来了沉重负担。一种新的信号处理理论——压缩感知(cs)理论被提出。它指出对于稀疏信号可以用远低于nyquist率所采集到的信号测量值来实现对信号的重建。压缩感知理论能够降低数据量,因此对于稀疏场景的sar成像,可将其与压缩感知相结合,有效的减缓了数据量大所导致的存储压力大的问题。
国内外研究现状
sar 的研究最早始于上世纪中期,由于军用侦察雷达对分辨率要求的提高,1951 年美国科学家利用频率分析改善了雷达角分辨率,这是sar 思想的最初体现。
2007 年baraniuk等人首先将 cs 理论应用于雷达成像,通过理论分析和仿真实验验证了压缩感知雷达成像系统的可能性。s. shan等人将 cs 理论与频率步进雷达系统相结合,所提方法中雷达系统只需发射少数子脉冲,就可达到与传统步sfr 同等的分辨率。
2. 研究的基本内容
随着SAR成像区域越来越大且分辨率要求越来越高,SAR系统的实施难度也越来越大。为解决这一问题,在合成孔径雷达成像的基本原理研究的基础上,将压缩感知理论与合成孔径雷达成像算法相结合。
通过分析合成孔径雷达回波信号的自身特点,构建雷达回波信号的稀疏表示模型。在回波信号处理方法研究中,首先选出适合合成孔径雷达成像的稀疏信号重建算法并对其进行改进;然后与雷达回波信号稀疏表示模型以及非相关测量矩阵一起构建了具有保相性的基于压缩感知的合成孔径雷达二维成像算法。利用MATLAB进行仿真,通过对仿真和实测数据的处理,证明了所提出的算法的有效性,实现基于压缩感知的合成孔径雷达成像。
3. 实施方案、进度安排及预期效果
实行方案:首先熟练掌握sar成像基本原理及压缩感知理论,再而掌握matlab等软件的使用,最后研究探索出基于压缩感知的合成孔径雷达成像的算法实现,并作出清晰,明确的仿真效果。
进度:
第一阶段:十一月开始查阅资料,分析各种方法优缺点,结合自身实习实际规划论文方向和提纲;翻译外国文献,书写开题报告;
4. 参考文献
[1]邢孟道,保铮. 雷达成像算法进展.电子工业出版. 2014.41
[2]刘记红,徐少坤.压缩感知雷达成像技术综述.信号处理.2011, 27(2):251- 260
[3]安道祥.高分辨率sar成像处理技术研究.国防科学技术大学.2011: 18-27