干涉合成孔径雷达的系统建模和数据仿真(可复制论文).pdf

干涉合成孔径雷达的系统建模和数据仿真

摘要

当前,InSAR信号处理算法的研究,使用的数据主要有两个来源:
实际数据和仿真数据。其中,仿真数据具有参数灵活可控,不受保密
限制的特点,对于我国目前还处在设计阶段的InSAR系统而言,具有
非常重要的意义。
本文对传统的SAR系统建模方法进行了细致地总结与归纳。在保
留传统算法优点的前提下,结合InSAR自身特点,改良了分布目标地
面建模以及雷达系统建模的方法,主要内容如下:提出了在保证单视
图像对相关性的前提下,地面分布目标几何建模中小面元分割的法
则;在散射建模中,对散射系数幅度的计算公式进行简化,并提出了
通过相关性模型计算散射系数相位的方法;在传统SAR雷达系统建模
的基础上,增加了基线、副天线这些InSAR系统独有的元素,并对其
中的基线抖动进行了建模和研究;对于雷达天线的方向图的特性,根
据仿真中实际要求的不同,提出了几种不同的建模方式。
对于目前国际上代表性的InSAR数据仿真算法,本文对其进行了
总结和归纳,得到了3个仿真级别:原始信号级(RSL)、单视图像
级(SIL)和干涉相位级(IPL),并分别对他们的性能、对系统建模
的要求等方面使用列表进行了总结。同时,对于传统的RSL(TD)
方法,本文在保留了它精度高的特点的前提下,提出改进,得到了一
种介于RSL和SIL的中间级别,大大提高了计算速度。另外,对于仿
真实践中发现的亚像素误差的问题,本文也进行了分析。
最后,本文在工程上完成了InSAR仿真系统的模块划分和流程设
计,得到了一款可以适应各种仿真级别、各种散射模型、各种仿真条
件的综合性仿真系统。并通过大量的测试,证明了该仿真系统具有功
能多样、结果可靠的特点。


关键词:干涉合成孔径雷达、系统建模、数据仿真、散射模型、原始
回波、单视图像、干涉图像
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The System Modeling and Data Simulation for
Interferometric SAR

ABSTRACT

Nowadays, there are two data sources for InSAR signal processing, one
is real data and the other is from simulation. Since the parameters for the
simulation are easy to control and the data from simulation are easy to get,
to establish an InSAR simulation system is very useful for the algorithm
research in InSAR.
After summarizing the traditional modeling algorithms in SAR
simulation system and taking the unique character of InSAR into concern,
we improved the modeling for distributed ground target and radar system
as follows: Raising the rules for ground facets dividing in geometric
modeling in order to make sure the correlation of the single-plex
(SLC) image pair; Simplifying the backscattering coefficient magnitude
calculation method and raising the algorithm to calculate the phase of the
two backscattering coefficients for the two antennae in InSAR; Adding
the unique items like baseline and slave antenna to InSAR system
modeling; Researching and analyzing the effect of baseline oscillation in
InSAR system and drawing usef