ترکیب الگوریتم‌ برد- داپلر با روش خودکانونی گرادیان فاز برای تشکیل تصویر مناسب در SAR با حرکت پرتابه‌ای

نویسندگان

1 صنعتی مالک اشترتهران

2 صنعتی مالک اشتر تهران

چکیده

یکی از دغدغه‌های اساسی در الگوریتم‌های پردازشی مورداستفاده در رادار روزنه مصنوعی SAR با حرکت پرتابه‌ای، جبران‌سازی کلیه خطاهای فازی موجود در داده بازگشتی از هدف، برای دست‌یابی به یک تصویر واضح و بدون ابهام می‌باشد. در این مقاله با توجه به ویژگی‌های حرکتی رادار روزنه مصنوعی SAR با حرکت پرتابه‌ای، با به‌کارگیری الگوریتم برد- داپلر و روش خودکانونی گرادیان فاز به اخذ تصویر در یک رادار روزنه مصنوعی با حرکت پرتابه‌ای پرداخته می‌شود؛ این فرایند، ترکیبی از الگوریتم پردازشی برد- داپلر و روش خودکانونی گرادیان فاز می‌باشد. ویژگی بارز این روش پردازشی آن است که برای جبران‌سازی حرکتی، اصلاح حرکت برد و کاهش انواع خطاهای فاز موجود، نیازی به اطلاعات حاصل از سامانه‌های ناوبری نداشته و خود الگوریتم قادر به تخمین شتاب و سرعت حرکت سکوی راداری بوده و خطای فاز موجود در داده بازگشتی را به سمت صفر میل می‌دهد. از نوآوری‌های صورت گرفته در این مقاله می‌توان به اصلاح و بهبود عملکرد روش خودکانونی گرادیان فاز اشاره نمود. بهبود و اصلاح صورت گرفته؛ مربوط به مرحله‌ انتخاب پراکنده‌ساز‌های پرقدرت در این روش بوده که در این مقاله برای اولین‌بار، انتخاب پراکنده‌ساز‌های پرقدرت در الگوریتم خودکانونی گرادیان فاز به کمک عملگر همبستگی انجام‌گرفته و بدین ترتیب امکان اخذ تصویر از یک صحنه گسترده (هدف گسترده) فراهم‌ شده است.

کلیدواژه‌ها


  1. ]1] I. G. Cumming and F. H.-C. Wong, “Digital Processing of Synthetic Aperture Radar Data: Algorithms and Implementation,” Artech House, 2005.
  2. ]2] J. C. Curlander and R. N. McDonough, “Synthetic Aperture Radar,” John Wiley & Sons, 1991.
  3. ]3] C. V. Jakowatz, D. E. Wahl, P. H. Eichel, D. C. Ghiglia, and P. A. Thompson, “Spotlight-Mode Synthetic Aperture Radar: a Signal Processing Approach,” Kluwer Academic Publishers Norwell, MA, 1996.
  4. ]4] P. Zhou, Y. Xu , Y. Li, and M. Xing, “Design of the Simulation and Assessment Software of Missile-Borne SAR Imaging System,” International Conference on Multimedia Technology (ICMT), IEEE, 2010.
  5. ]5] Z. Liu and Y. Lv, “Research on Imaging Algorithm for Diving Missile-Borne SAR Based on a Curve Trajectory,” International Conference on Computational Problem-Solving (ICCP), pp. 255-259, 2012.
  6. ]6] W. Zhen, H. Xiaodong, and T. Bin, “Imaging Algorithm of Missile-borne SAR in Diving and Squint Mode,” Journal of Data Acquisition & Processing, vol. 4, pp. 328-332, 2013.
  7. ]7] Y. Liu, M. Xing, G. Sun, X. Lv, Z. Bao, W. Hong, and Y. Wu, “Echo Model Analyses and Imaging Algorithm for High-Resolution SAR on High-Speed Platform,” IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, vol. 50, no. 3, pp. 933-950, 2012.
  8. ]8] X. Huaying, Z. Hongzhong, and F. Qiang, “Taylor Expansion and Its Application in Missile-Borne SAR Imaging,” 2nd Asian-Pacific Conference on Synthetic Aperture Radar (APSAR), pp. 426-430, 2009.
  9. ]9] M. A. Richards, “Fundamentals of Radar Signal Processing,” Tata McGraw-Hill Education, 2005.
  10. ]10] D. C. Griffith, “Phase Error Compensation Technique for Improved Synthetic Aperture Radar Performance,” Johns Hopkins APL Technical Digest, vol. 18, no. 3, pp. 358-364, 1997.
  11. ]11] K. V. Chet, T. S. Lim, and H. T. Chuah, “A Comparison of Autofocus Algorithms for SAR Imagery,” Proc. of the Progress In Electromagnetics Research Symp. (PIERS) pp. 16-19, 2005.
  12. ]12] A. W. Doerry, “Autofocus Correction of Excessive Migration in Synthetic Aperture Radar Images,” United States, Department of Energy, 2004.
  13. ]13] D. Blacknell and S. Quegan, “SAR Motion Compensation Using Autofocus,” International Journal of Remote Sensing, vol. 12, no. 2, pp. 253-275, 1991.
  14. ]14] P. Samczynski and K. Krzysztof, “Concept of the Coherent Autofocus Map-Drift Technique,” IEEE International Radar Symposium )IRS), 2006.
  15. ]15] D. Blacknell, A. Blake, C .Oliver, and R. White, “A Comparison of SAR Multilook Registration and Contrast Optimisation Autofocus Algorithms Applied to Real SAR Data,” International Conference Radar, pp. 363-366, 1992.
  16. ]16] C. A. Snarski, “Rank one Phase Error Estimation for Range-Doppler Imaging,” IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, vol. 32, no. 2, pp. 676-688, 1996.
  17. ]17] D. Wahl, P. Eichel, D. Ghiglia, and C. Jakowatz Jr, “Phase Gradient Autofocus-a Robust Tool for High Resolution SAR Phase Correction,” IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, vol. 30, no. 3, pp. 827-835, 1994.
  18. ]18] T. Qinyan and Y. Song, “An Auto-Focus Algorithm for Missile-Borne SAR,” IEEE Microwave Conference, China-Japan Joint, pp. 253-257, 2008.
  19. ]19] X. Mao, D. Zhu, and Z. Zhu, “Autofocus Correction of Azimuth Phase Error and Residual Range Cell Migration in Spotlight SAR Polar Format Imagery,” IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, vol. 49, issue 4, pp. 2693-2706, 2013.
  20. ]20] F. Tuo, M. Gao, and Y. He, “An Improved Scatter Selection Method for Phase Gradient Autofocus Algorithm in SAR/ISAR Autofocus,” Proceedings of the IEEE International Conference on Neural Networks and Signal Processing, pp. 1054-1057, 2003.
  21. ]21] M. Nouri Parkestani, M. Kazerooni, H. Heidar, “The Range Doppler Algorithm for Synthetic Aperture Radar moving on a Ballistic Trajectory,” Journal of Radar, vol. 2, no. 3, pp. 37–48, 2014. (in Persian).
  22. ]22] M. Hajipour, M. Modarres-Hashemi, “Improving Motion Compensation in Synthetic Aperture Radar Using Differential Error,” Journal of Radar, vol. 1, no. 1, pp. 1–13, 2013. (in Persian).