《合成孔径雷达成像算法与实现》_使用CS算法对RADARSAT-1数据进行成像

本文介绍: 数据储存在 data _01.001 文件中，包含近19400条记录，每八条记录包含一条传输脉冲的复制信号。从文件DAT_01.001中提取了1 ~ 9704行、1 ~ 8192列共9704×8192的数据储存到了CDdata1_9704 _ 8192.m a t 文件中；下图给出了经RC、SRC和一致RCMC操作后的信号幅度图像，可以看出，在距离多普勒域，数据已被拉直。下图给出了本次实验数据所成的SAR图像示例，其斜距分辨率为6m，地面分辨率为10m，单视对全方位带宽进行处理，相应的分辨率为9m。

CSA

简介：Ch i r p Sca ling 算法 (简称 CS 算法，即 CSA) 避免了 RCMC 中的插值操作。该算法基于 Sca ling 原理，通过对 ch i r p 信号进行频率调制，实现了对信号的尺度变换或平移。基于这种原理，可以通过相位相乘代替时域插值来完成随距离变化的RCMC。此外，由于需要在二维频域进行数据处理，CSA 还能解决 SRC 对方位频率的依赖问题。
在这里插入图片描述

通过方位向 FFT 将数据变换到距离多普勒域。
通过相位相乘实现 Ch i r p Sca ling 操作，使所有目标的距离徙动轨迹一致化。
通过距离向 FFT 将数据变换到二维频域。
与参考函数进行相位相乘，同时完成距离压缩、SRC 和一致 RCMC。
通过距离向 IFFT 将数据变换回距离多普勒域。
通过与随距离变化的匹配滤波器进行相位相乘，实现方位压缩。(由于步骤 2中的 Ch i r p Sca ling 操作，相位相乘时需要进行相位矫正)
方位向 IFFT 将数据变换回二维时域。

数据分析

本次使用的是RADARSAT-1原始数据，该数据采集于2002年6月16日，照射的是加拿大温哥华地区。数据储存在 data_01.001 文件中，包含近19400条记录，每八条记录包含一条传输脉冲的复制信号。每条距离线有9288个复回波采样点，按照uint 类型存储。除去复制信号，该记录共18818字节，先是192字节头信息和50字节辅助信息，然后是18576字节回波数据。

参数 设置

采样率：

32.317

F_r = 32.317 MHz

$F_{r} = 32.317 M Hz$

脉冲宽度：

30.111

T_p = 30.111 MHz

$T_{p} = 30.111 M Hz$

距离向调频率：

0.72135

F_r = 0.72135 MHz/ mu s

$F_{r} = 0.72135 M Hz / μ s$

数据窗开始时间：

6.5956

6.5956 ms

$6.5956 m s$

脉宽：

41.74

T_r = 41.74 mu s

$T_{r} = 41.74 μ s$

复制信号采样数：1349

每回波行采样数：9280

雷达频率：

5.3

f_0 = 5.3GHz

$f_{0} = 5.3 G Hz$

雷达波长：

0.05657

lambda = 0.05657 m

$λ = 0.05657 m$

脉冲重复频率：

1256.98

F_a = 1256.98 Hz

$F_{a} = 1256.98 Hz$

有效雷达速率：

7062

V_r = 7062 m/s

$V_{r} = 7062 m / s$

方位向调频率：

1733

K_a = 1733 Hz/s

$K_{a} = 1733 Hz / s$

多普勒中心频率：

−

6900

f_{eta_c} = -6900 Hz

$f_{η_{c}} = - 6900 Hz$

参考 步骤

在这里插入图片描述

处理 细节

本次仿真中，用到的傅里叶变换及傅里叶逆变换均采取如下方法

X = fftshift(fft(fftshift(x)));		%傅里叶变换

x = ifftshift(ifft(ifftshift(X)));	%逆傅里叶变换

这样做的好处是变换后频率范围为

−

– pi

$- π$ ~

$π$ 。

成像结果

示例

下图给出了本次实验数据所成的SAR图像示例，其斜距分辨率为6m，地面分辨率为10m，单视对全方位带宽进行处理，相应的分辨率为9m。

在这里插入图片描述

1536×2048

本次实验首先从文件DAT_01.001中提取了7769 ~ 9306行、1050 ~ 3098列共1536×2048的数据储存到文件CDdata1.mat中；9307~10842行、1050 ~ 3098列共1536×2048的数据储存到文件CDdata2.mat中。

下图展示了未补零的原始数据

在这里插入图片描述

为解决成像反折问题。需要在时域进行补零，相当于延长了时间轴。下图给出了经RC、SRC和一致RCMC操作后的信号幅度图像，可以看出，在距离多普勒域，数据已被拉直。

在这里插入图片描述

下图给出了CSA成像结果

在这里插入图片描述

从（a）中可以清晰地看到海面上航行有六艘轮船。
在这里插入图片描述

9704×8192

从文件DAT_01.001中提取了1 ~ 9704行、1 ~ 8192列共9704×8192的数据储存到了CDdata1_9704 _ 8192.mat文件中；9705_19408行、1~8192列共9704×8192的数据储存到了CDdata2_9704_8192.mat文件中。

原始数据

在这里插入图片描述

原文地址:https://blog.csdn.net/qq_45908742/art icle/detai ls/134644914

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。

如若转载，请注明出处：http://www.7code.cn/show_18197.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系代码007邮箱：suwngjj01@126.com进行投诉反馈，一经查实，立即删除！

声明：本站所有文章，如无特殊说明或标注，均为本站原创发布。任何个人或组织，在未征得本站同意时，禁止复制、盗用、采集、发布本站内容到任何网站、书籍等各类媒体平台。如若本站内容侵犯了原著者的合法权益，可联系我们进行处理。

算法

CSA

成像结果

1536×2048

9704×8192

相关文章

发表回复 取消回复

发表回复取消回复