SAR信号处理与运动补偿  081002M06004H

学期:2020—2021学年(春)第二学期 | 课程属性:专业研讨课 | 任课教师:胡玉新
授课时间: 星期二,第10、11 节
授课地点: 教一楼115
授课周次: 3、4、5、6、7、9、10、11、12
课程编号: 081002M06004H 课时: 20 学分: 1.00
课程属性: 专业研讨课 主讲教师:胡玉新 助教:
英文名称: SAR signal processing and motion compensation 召集人:

教学目的、要求

合成孔径雷达是一种有效的对地观测手段,近年来获得了快速发展。由于其特殊的成像机理,合成孔径雷达信号处理是整个SAR应用的一个重要环节,主要实现成像处理、辐射校正、几何校正、目标信息提取等功能。本课程主要以机载SAR为例,介绍合成孔径雷达的基本原理、成像几何、信号特性、成像处理算法以及运动补偿算法等。本课程的目的是使学生了解机载合成孔径雷达基本处理方法,为研究生将来从事相关的研究工作提供一个基本的基础知识框架。

预修课程

数字信号处理、信号与系统

教 材

SAR成像处理算法与实现

主要内容

第一章 合成孔径雷达介绍
本章主要介绍合成孔径雷达的基本概念,主要讲授以下内容:
(1)合成孔径雷达组成;
(2)合成孔径雷达基本工作原理;
(3)合成孔径雷达的应用;
(4)合成孔径雷达的及发展趋势;
第二章 信号处理基础
本章主要介绍合成孔径雷达信号处理过程中的基本概念,以作为后续课程的基础。主要讲授以下内容:
(1)傅立叶变换;
(2)信号采样;
(3)驻定相位原理;
(4)距离压缩;
(5)chirp信号特性及其压缩;
第三章 合成孔径雷达数据采集
本章主要以机载SAR为例介绍合成孔径雷达信号数据采集和数据形成的主要过程。主要讲授以下内容:
(1)机载SAR成像几何关系;
(2)信号距离历程;
(3)二维信号特性;
(4)信号的频域特征;
(5)斜视条件的信号特征;
(6)点目标信号仿真;
第四章 SAR成像处理算法(1)
本章主要以讲述SAR的成像处理算法。主要讲授以下内容:
(1)距离-多普勒成像算法;
(2)波束域成像算法;
(3)点目标的成像处理仿真实现;
(4)真实SAR数据的成像处理作为课后作业
第五章 SAR成像处理算法(2)
结合真实SAR数据的成像处理作业进一步讲授SAR成像处理算法。
第六章 基于导航数据的运动补偿(1)
本章主要介绍机载SAR平台运动误差对回波数据的影响以及基于导航数据的补偿方法,主要包括:
(1)运动误差的解析表达;
(2)运动误差对成像质量的影响;
(3)运动误差的补偿方法;
(4)基于点目标数据的运动补偿实现;
(5)真实数据的运动补偿作为课后作业。
第七章 基于导航数据的运动补偿(2)
结合真实SAR数据的运动补偿进一步基于导航数据的运动补偿。
第八章 基于回波数据的运动补偿(1)
本章主要介绍基于回波数据的运动补偿方法,主要包括:
(1)基于数据的调频率估计方法Mapdrift;
(2)相位梯队算法的基本原理和实现方法;
(3)MATLAB仿真实验;
(4)真实数据的运动补偿作为课后作业。
第九章 基于回波数据的运动补偿(2)
结合真实SAR数据的运动补偿进一步基于回波数据的运动补偿。
第十章 SAR信号处理器的工程实现
本章主要介绍在工程项目中,SAR信号处理器的实现,具体包括:
(1)常用并行化处理方法介绍;
(2)基于通用平台的SAR成像处理器;
(3)基于GPU的SAR成像处理器;)

参考文献

《Digital Processing of Synthetic Aperture Radar Data 、Algorithm and Implementation》, Ian G. Cumming、Frank H. Wong