基于相位追踪的SAR运动目标高阶距离徙动校正方法

1

作者 杜华贵 宋勇平 +4 位作者 孙晓颖 姜南 范崇祎 陈乐平 黄晓涛 《雷达学报（中英文）》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期955-973,共19页

距离徙动校正(RCMC)是合成孔径雷达(SAR)实现运动目标参数估计和聚焦成像的关键环节。当目标或平台运动复杂时,传统低阶RCMC方法将不再适用,而现有基于参数化的高阶RCMC方法易存在模型失配和计算复杂度高的问题、现有非参数化方法在低... 距离徙动校正(RCMC)是合成孔径雷达(SAR)实现运动目标参数估计和聚焦成像的关键环节。当目标或平台运动复杂时,传统低阶RCMC方法将不再适用,而现有基于参数化的高阶RCMC方法易存在模型失配和计算复杂度高的问题、现有非参数化方法在低信噪比下性能也将大幅下降。对此,该文借助扩展卡尔曼滤波(EKF)对造成RCM的相位进行追踪,进而构建RCM补偿函数实现RCMC。所提方法不依赖于RCM的具体模型,追踪得到的相位包含高阶分量,因此可以实现SAR运动目标的高阶RCMC。此外,EKF在进行相位追踪的同时能对信号进行滤波处理,可有效降低所提方法的信噪比(SNR)门限。与传统方法相比,该方法适用性广,计算量适中,且能校正不可忽略的高阶残余距离徙动。该文详细阐释了所提方法的原理及数学模型,并通过多组仿真和实测数据处理验证了所提方法的有效性和优越性。 展开更多

关键词 合成孔径雷达 运动目标成像 距离徙动校正 扩展卡尔曼滤波 相位追踪

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联合小波阈值和F-NLM去噪的高分辨率SAR舰船检测方法 被引量：1

2

作者 童亮 刘丹 +3 位作者 彭中波 邹涵 王露萌 张春玉 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第6期275-283,共9页

[目的]针对高分辨率合成孔径雷达(SAR)舰船目标多场景、多尺度、密集排布的显著特征,以及成像过程中相干噪声导致目标边缘细节模糊的问题,提出一种融合小波阈值和快速非局部均值滤波(F-NLM)去噪的高分辨率SAR舰船检测方法。[方法]首先,... [目的]针对高分辨率合成孔径雷达(SAR)舰船目标多场景、多尺度、密集排布的显著特征,以及成像过程中相干噪声导致目标边缘细节模糊的问题,提出一种融合小波阈值和快速非局部均值滤波(F-NLM)去噪的高分辨率SAR舰船检测方法。[方法]首先,利用小波阈值与F-NLM融合去噪模块预处理SAR图像,来降低海杂波噪声及增强检测目标细节特征和边缘信息,使提取的特征更具判别性。然后,选用YOLOv7检测算法结合双向特征金字塔网络来对多尺度特征有效聚合,以进一步提高模型准确率。[结果]实验结果显示,使用去噪数据集D-SSDD得到的检测平均准确度可达98.69%,虚警率降低至2.37%。[结论]研究表明,所提方法不仅能均匀背景杂波以提高图像质量,还能提高多尺度特征信息的交互性,保证目标检测精度和准确度。 展开更多

关键词 雷达目标识别 图像处理 sar舰船检测 小波变换 小波阈值 快速非局部均值滤波 双向特征金字塔网络(Bi-FPN) YOLOv7

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利用灰度和纹理特征的SAR图像分类研究 被引量：14

3

作者 袁礼海 宋建社 +1 位作者 薛文通 郑永安 《电光与控制》 北大核心 2007年第4期58-62,共5页

多类别多特征量情况下的合成孔径雷达(SAR)图像的目标分类是一个难以解决的问题。从灰度和纹理模型出发,提出了综合利用灰度和纹理特征的目标分类方法。均值和方差是灰度模型中重要的特征统计量,而能量、熵、对比度、局部相似性和相关... 多类别多特征量情况下的合成孔径雷达(SAR)图像的目标分类是一个难以解决的问题。从灰度和纹理模型出发,提出了综合利用灰度和纹理特征的目标分类方法。均值和方差是灰度模型中重要的特征统计量,而能量、熵、对比度、局部相似性和相关性是纹理模型中重要的特征统计量。灰度和纹理特征能确切地描述SAR图像中的目标。通过构造特征向量,定义向量之间的距离,并按照最小距离方法进行目标分类。以一定大小的窗口读入样本,提高了算法的运行速度和抗噪能力。理论上,窗口越大,特征向量值越接近真实值。窗口越小,边缘的分类精度越高。实验表明该方法较好地处理了多类别多特征量情况下的SAR图像分类问题,分类结果是有效的,这为SAR图像目标分类提供了一条简单可行的途径。 展开更多

关键词 sar图像 目标分类 图像处理 灰度 纹理

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真实数据SAR成像的实现 被引量：4

4

作者 穆冬 郭春生 +1 位作者 朱兆达 张焕春 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期272-276,共5页

作者用 SIR-C/X-SAR的 X波段 SAR的原始数据 ,实现了真实数据 SAR的成像。本文给出了成像实现的完整过程、具体步骤以及各步骤间的关系 ,包括成像算法选择、距离向线性调频脉冲压缩、多普勒中心估计、多普勒频率变化率估计、方位向压缩... 作者用 SIR-C/X-SAR的 X波段 SAR的原始数据 ,实现了真实数据 SAR的成像。本文给出了成像实现的完整过程、具体步骤以及各步骤间的关系 ,包括成像算法选择、距离向线性调频脉冲压缩、多普勒中心估计、多普勒频率变化率估计、方位向压缩处理、降低相干斑的多视处理以及改善图像层次的后处理等 ,对各步骤进行了扼要叙述 ,并以框图的形式明确表示了成像几何参数、雷达系统参数、多普勒参数等与各步骤间的关系。此外还给出了部分主要中间结果与参数 ,以及最后的成像结果。 展开更多

关键词 合成孔径雷达 雷达成像 成像算法 图像处理 sar成像 真实数据

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聚束式SAR的宽场景成像算法 被引量：7

5

作者 井伟 张磊 +1 位作者 邢孟道 保铮 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期470-475,共6页

提出了基于SPECAN处理的宽场景聚束式SAR成像算法.首先对距离Dechirp后的信号在方位上作谱分析(SPECAN)处理消除方位模糊并对信号支撑区进行伸缩与平移变换,二次相位补偿后选择合适的插值方法恢复信号理想支撑区,最后二维IFFT成像.讨论... 提出了基于SPECAN处理的宽场景聚束式SAR成像算法.首先对距离Dechirp后的信号在方位上作谱分析(SPECAN)处理消除方位模糊并对信号支撑区进行伸缩与平移变换,二次相位补偿后选择合适的插值方法恢复信号理想支撑区,最后二维IFFT成像.讨论并给出了算法对脉冲重复频率选择的限制.仿真实验验证了该方法的有效性. 展开更多

关键词 雷达成像 聚束sar 谱分析处理 宽场景成像

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一种基于小波变换的卫星SAR海洋图像舰船目标检测方法 被引量：7

6

作者 罗强 罗莉 +2 位作者 任庆利 何鸿君 杨万海 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期500-503,共4页

本文依据SAR图像海洋背景和舰船目标特点分析 ,提出了基于小波交换的卫星SAR海洋图像船舶目标检测方法 ,仿真分析结果表明该方法实用。

关键词 小波变换 合成孔径雷达 卫星图像 舰船检测 小波变换 海洋背景

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调频连续波SAR非线性处理方法研究 被引量：19

7

作者 董勇伟 梁兴东 丁赤飚 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期1034-1039,共6页

合成孔径雷达系统畸变引入的幅相误差严重影响了雷达的成像效果,必须予以校正才能获得高质量的图像。该文针对调频连续波SAR系统频率响应非理想特性引入的幅相误差以及信号扫频非线性误差对系统性能的影响,分析建立了存在系统误差的调... 合成孔径雷达系统畸变引入的幅相误差严重影响了雷达的成像效果,必须予以校正才能获得高质量的图像。该文针对调频连续波SAR系统频率响应非理想特性引入的幅相误差以及信号扫频非线性误差对系统性能的影响,分析建立了存在系统误差的调频连续波SAR系统回波信号模型,研究了系统误差估计与校正的问题,并考虑小型化调频连续波SAR实时成像处理的需求,提出了一种改进的适合实时成像处理的调频连续波SAR的高精度非线性距离-多普勒成像处理算法。最后,通过理论推导和仿真分析,验证了算法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 合成孔径雷达 非线性 调频连续波 成像处理

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星载聚束式SAR子孔径成像处理方法 被引量：4

8

作者 王国栋 周荫清 李春升 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第1期9-16,共8页

该文分析了星载聚束式SAR的信号特性。在分析比较几种常见聚束式SAR成像算法的基础上,引入适用于星载聚束式SAR成像的改进chirp scaling算法。为解决高分辨率星载聚束式SAR具有的脉冲重复频率(PRF)过高,多普勒带宽中心频率时变性等问题... 该文分析了星载聚束式SAR的信号特性。在分析比较几种常见聚束式SAR成像算法的基础上,引入适用于星载聚束式SAR成像的改进chirp scaling算法。为解决高分辨率星载聚束式SAR具有的脉冲重复频率(PRF)过高,多普勒带宽中心频率时变性等问题,深入分析了采用子孔径方法的必要性及其实现方法,并将子孔径方法结合到chirp scaling算法中。最后,通过计算机仿真,验证了该算法适用于高分辨率星载聚束式SAR成像处理。 展开更多

关键词 星载聚束式 合成孔径雷达 雷达成像 子孔径处理 CHIRP SCALING算法 仿真

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车载UWB SAR干扰自适应抑制新方法 被引量：2

9

作者 杨延光 周智敏 +2 位作者 王建 宋千 金添 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期80-85,共6页

在分析车载超宽带合成孔径雷达(UWB SAR)探测系统中干扰类型及其产生机理的基础上,针对Tsaipei Wang等提出的批处理方法的局限性,提出一种基于迭代运算的图像域自适应干扰抑制方法。该方法利用基于韦布尔分布的恒虚警率(CFAR)检测器提... 在分析车载超宽带合成孔径雷达(UWB SAR)探测系统中干扰类型及其产生机理的基础上,针对Tsaipei Wang等提出的批处理方法的局限性,提出一种基于迭代运算的图像域自适应干扰抑制方法。该方法利用基于韦布尔分布的恒虚警率(CFAR)检测器提高干扰信号估计的准确性;采用迭代方法在线估计和更新参数,实现干扰的自适应抑制。实测数据处理结果表明:该方法可有效抑制自信号干扰,且结构上适于实时处理,可满足车载UWB SAR探测系统对图像预处理的要求。 展开更多

关键词 合成孔径雷达(sar) 探地雷达(gpr) 图像预处理 自适应干扰抑制 迭代运算

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高分辨率星载聚束式SAR改进的ECS成像算法 被引量：3

10

作者 王国栋 周荫清 李春升 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期65-70,共6页

提出一种适用于高星载聚束式合成孔径雷达 (SAR)的改进 Extended Chirp Scaling(ECS)算法。基于斜视距离等效模型 ,推导出改进的 ECS算法 ,给出改进的方位 Scaling因子以及算法的实现步骤。在斜视情况下改进的方位 Scaling因子可以减小... 提出一种适用于高星载聚束式合成孔径雷达 (SAR)的改进 Extended Chirp Scaling(ECS)算法。基于斜视距离等效模型 ,推导出改进的 ECS算法 ,给出改进的方位 Scaling因子以及算法的实现步骤。在斜视情况下改进的方位 Scaling因子可以减小算法所需要的方位时间展宽 ,提高方位处理效率。为解决高分辨率星载聚束式 SAR脉冲重复频率 (PRF)过高等问题 ,在算法中结合了子孔径处理 ,并分析了采用子孔径处理的必要性及其实现方法。最后 ,通过计算机仿真 。 展开更多

关键词 合成孔径雷达 雷达成像 CHIRP SCALING算法 子孔径处理

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高陡起伏地形GPR偏移的波场延拓及精度分析 被引量：3

11

作者 石明 戴前伟 +2 位作者 冯德山 张彬 尹小波 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期2448-2455,共8页

基于高陡起伏地形对探地雷达波场的成像精度产生影响,将传统的单微分算子改进为交叉微分算子(CDO);基于交叉微分算子的差分逆时偏移改变传统差分偏移算法的波场延拓方向,给出无近似的波场延拓差分公式、上行波边界条件和实现过程,得到... 基于高陡起伏地形对探地雷达波场的成像精度产生影响,将传统的单微分算子改进为交叉微分算子(CDO);基于交叉微分算子的差分逆时偏移改变传统差分偏移算法的波场延拓方向,给出无近似的波场延拓差分公式、上行波边界条件和实现过程,得到能适应于高陡起伏地形的探地雷达偏移算法,然后以横向速度差异较大的高陡起伏反射模型为例,从波场延拓精度与解析结果、振幅保真加权值、高陡界面能量归位能力、成像剖面4方面分析交叉微分算子偏移法与传统方法的成像精度。研究结果表明:基于交叉微分算子的探地雷达偏移算法能够实现高陡界面的正确归位。 展开更多

关键词 探地雷达 偏移成像 高陡起伏地形 交叉微分算子 波场延拓

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基于指数小波分形特征的SAR图像特定目标检测 被引量：6

12

作者 刘冬 张弓 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期366-373,384,共9页

提出一种SAR图像特定尺寸、方向目标检测方法.根据指数小波对SAR目标边缘的选择性强化特性,对SAR图像进行方向指数小波滤波.基于滤波后的目标特性,定义指数小波分形特征(EWF).该特征依据SAR成像过程中目标尺寸、方向等先验性信息,实现对... 提出一种SAR图像特定尺寸、方向目标检测方法.根据指数小波对SAR目标边缘的选择性强化特性,对SAR图像进行方向指数小波滤波.基于滤波后的目标特性,定义指数小波分形特征(EWF).该特征依据SAR成像过程中目标尺寸、方向等先验性信息,实现对SAR图像特定目标检测.指数小波分形特征与传统的目标检测特征不同,它对目标尺寸、方向、背景对比度同时具有敏感性.基于MSTAR数据库的检测实验结果说明了EWF特征对尺寸、方向性SAR目标检测的有效性. 展开更多

关键词 sar图像处理 目标检测 合成孔径雷达 指数小波 特定目标检测

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基于高性能机群的环境一号C卫星SAR图像全分辨率快视实时处理系统设计与实现 被引量：3

13

作者 李景山 温双燕 +2 位作者 王建 仲利华 张问一 《雷达学报（中英文）》 CSCD 2014年第3期332-338,共7页

该文设计和实现了基于高性能机群的环境一号C卫星SAR图像全分辨率快视实时处理系统,该系统对环境一号C卫星2012年12月9日首次开机获取的SAR遥感数据进行了快视图像处理。结果表明:该快视处理系统完全满足SAR图像全分辨率快视实时处理能... 该文设计和实现了基于高性能机群的环境一号C卫星SAR图像全分辨率快视实时处理系统,该系统对环境一号C卫星2012年12月9日首次开机获取的SAR遥感数据进行了快视图像处理。结果表明:该快视处理系统完全满足SAR图像全分辨率快视实时处理能力。该系统是我国首次实现星载SAR图像全分辨率快视实时处理的业务运行系统。 展开更多

关键词 环境一号C卫星 合成孔径雷达(sar) 高性能机群 全分辨率 快视图像 实时处理

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利用CUDA实现的基于GPU的SAR成像算法 被引量：9

14

作者 柳彬 王开志 +1 位作者 刘兴钊 郁文贤 《信息技术》 2009年第11期62-65,共4页

高速发展的图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)为高效合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)成像算法提供了具有发展前景的新型运算平台。与CPU相比,利用GPU进行通用计算具有成本低、性能高的特点。提出利用CUDA实现的基于... 高速发展的图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)为高效合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)成像算法提供了具有发展前景的新型运算平台。与CPU相比,利用GPU进行通用计算具有成本低、性能高的特点。提出利用CUDA实现的基于GPU的SAR成像算法,与传统的基于CPU的成像算法相比,有两位数以上的效率提升,为应对SAR信号处理领域新的挑战提供具有前景的研究方向。 展开更多

关键词 合成孔径雷达 成像算法 图形处理器 CUDA

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基于RD和CS算法的SAR噪声干扰效果评估与对比 被引量：4

15

作者 李林琳 李景文 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期331-334,共4页

该文针对RD与CS两种成像算法的差异,首先分析了两种算法在压制性噪声干扰环境下信号与噪声干扰的成像处理增益,推导出两种算法的信号-干扰功率比(信干比)处理增益公式并进行了分析。理论分析结果表明,在采样率仅略大于信号带宽条件下,RD... 该文针对RD与CS两种成像算法的差异,首先分析了两种算法在压制性噪声干扰环境下信号与噪声干扰的成像处理增益,推导出两种算法的信号-干扰功率比(信干比)处理增益公式并进行了分析。理论分析结果表明,在采样率仅略大于信号带宽条件下,RD和CS成像算法的信干比处理增益基本一致;在过采样条件下,RD算法由于两维匹配处理从而获得比CS算法大的信干比处理增益,但如果对过采样信号进行滤波处理后,CS算法的信干比处理增益与RD算法一致。最后,采用对计算机仿真数据和真实数据进行处理的方法验证了该文的理论分析和结论。 展开更多

关键词 合成孔径雷达 成像处理增益 噪声干扰

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基于参数估计的高分辨率SAR运动目标距离徙动校正方法 被引量：2

16

作者 王超 王岩飞 +1 位作者 刘畅 刘碧丹 《雷达学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2019年第1期64-72,共9页

距离徙动校正(RCMC)是机载单天线高分辨率合成孔径雷达(SAR)实现运动目标聚焦成像的关键环节。针对现有方法运算量大、精度低的缺点,该文提出一种结合参数估计分4步完成的RCMC方法。该方法首先通过结合能量均衡法的Hough变换估计距离向... 距离徙动校正(RCMC)是机载单天线高分辨率合成孔径雷达(SAR)实现运动目标聚焦成像的关键环节。针对现有方法运算量大、精度低的缺点,该文提出一种结合参数估计分4步完成的RCMC方法。该方法首先通过结合能量均衡法的Hough变换估计距离向速度并校正距离走动,然后以初始方位向调频率校正距离弯曲,再采用Map-drift估计精确的方位向调频率,最后校正残余距离弯曲。与传统方法相比,该方法计算量较小,性能稳定,并能够校正高分辨率下不可忽略的残余距离弯曲。该文给出新方法的数学模型,并通过仿真和实际数据处理验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 合成孔径雷达 高分辨率 动目标成像 距离徙动校正 参数估计

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三维目标曲线SAR成像的降维搜索算法 被引量：1

17

作者 苏志刚 彭应宁 王秀坛 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第6期965-968,共4页

曲线合成孔径雷达(CurviLinear Synthetic Aperture Radar,CLSAR)利用雷达平台的单条曲线轨迹就可形成三维成像所需的曲线合成孔径。由于CLSAR采集的数据在三维频率空间是稀疏的,简单地采用非参数化方法所获得的图像几乎无法使用,所以... 曲线合成孔径雷达(CurviLinear Synthetic Aperture Radar,CLSAR)利用雷达平台的单条曲线轨迹就可形成三维成像所需的曲线合成孔径。由于CLSAR采集的数据在三维频率空间是稀疏的,简单地采用非参数化方法所获得的图像几乎无法使用,所以有价值的目标三维像必须采用参数化方法来获得。该文提出一种新的适用于CLSAR 的目标三维成像算法。该算法巧妙地利用了接收数据中距离方向与垂直距离方向参数间的弱耦合性,将高维优化问题解耦为低维优化问题,并顺序地估计出相应参数,最后采用一个迭代过程进行参数求精。仿真实验表明,新算法是一种适用于CLSAR的有效的目标三维成像算法。 展开更多

关键词 雷达信号处理 合成孔径雷达 雷达成像

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星载SAR快视成像算法中的几个问题 被引量：2

18

作者 李凌杰 黄顺吉 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第5期467-472,共6页

论述了针对降低分辨率ＳＡＲ成像的快视处理算法，对其中的几个关键问题，如降低调频带宽的处理方法，滤波过程中引入的误差的修正，运动补偿等，进行了详细的研究。

关键词 合成孔径雷达 运动补偿 雷达成像 星载sar

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高效UWB-SAR平面子孔径处理成像算法 被引量：1

19

作者 刘光平 郭微光 +1 位作者 黄晓涛 梁甸农 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第5期746-751,共6页

对各子孔径进行梯形(keystone)变换时的插值运算是平面子孔径处理(PSAP)算法对低频段SAR特别是超宽带(UWB)SAR成像时的主要瓶颈。该文提出用线性调频变换结合Fold FFT实现梯形变换,提高了插值效率,并改进了算法流程,剔除了梯形变换结合F... 对各子孔径进行梯形(keystone)变换时的插值运算是平面子孔径处理(PSAP)算法对低频段SAR特别是超宽带(UWB)SAR成像时的主要瓶颈。该文提出用线性调频变换结合Fold FFT实现梯形变换,提高了插值效率,并改进了算法流程,剔除了梯形变换结合Fold FFT中的冗余运算,极大地提高了整个算法的计算效率。计算机仿真和对实际数据进行成像实验的结果表明,经过改进后的PSAP算法能够用于对大场景高分辨率UWB-SAR的实时成像。 展开更多

关键词 合成孔径雷达 超宽带 平面子孔径处理 成像算法

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波速误差对浅地层探地雷达SAR算法影响的研究 被引量：1

20

作者 孔令讲 周正欧 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第6期819-823,共5页

定性地研究了波速误差对基于Stolt偏移的SAR算法和基于微波全息成像的SAR算法产生的影响,给出波速误差对两种SAR算法方位分辨率影响的关系曲线,得出基于Stolt偏移的SAR算法对波速误差没有基于微波全息成像的SAR算法敏感;当波速小于真实... 定性地研究了波速误差对基于Stolt偏移的SAR算法和基于微波全息成像的SAR算法产生的影响,给出波速误差对两种SAR算法方位分辨率影响的关系曲线,得出基于Stolt偏移的SAR算法对波速误差没有基于微波全息成像的SAR算法敏感;当波速小于真实值,两种算法都能得到更好的方位分辨率。并对这些结论进行了合理的物理解释。 展开更多

关键词 探地雷达 偏移 合成孔径

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