متمرکز سازی داده‌های سار نور افکن مبتنی بر رویکرد پردازشی دو مرحله‌ای با احتساب ضرایب تصحیح

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، پژوهشکده مکانیک، پژوهشگاه فضایی ایران، شیراز، ایران

2 استادیار، پژوهشکده مکانیک، پژوهشگاه فضایی ایران، شیراز، ایران

3 دانشجوی دکتری، پژوهشکده مکانیک، پژوهشگاه فضایی ایران، شیراز، ایران

چکیده

دریافت اطلاعات دقیق‌تر از یک منطقه در تصاویر سار نیازمند تصویربرداری با حد تفکیک بالا از آن منطقه می‌باشد. جهت دست-یابی به تصاویر سار با حد تفکیک بالا، حالت تصویربرداری نور‌افکن بکار می‌رود. رویکرد تمرکز دو مرحله‌ای، یک رویکرد کارا برای برطرف نمودن تاخوردگی طیف فرکانسی در حالت نور‌افکن و متمرکز‌سازی داده‌های خام راداری می‌باشد‌. مقالات و مراجع مربوطه، در پیاده‌سازی این رویکرد، تنها از تبدیل فوریه سریع و ضرب‌های مختلط برای حذف تاخوردگی طیف داده‌ها استفاده کرده‌اند. اما در واقع، حذف تاخوردگی طیف فرکانسی در این رویکرد، علاوه بر تبدیل فوریه سریع و ضرب‌های مختلط، نیازمند یک سری ضرایب تصحیح می‌باشد که در هیچ یک از مراجع و مقالات مربوطه، این ضرایب تصحیح ارائه نشده‌اند. در حقیقت، مراجع مربوطه، تنها روش کلی پیاده-سازی این رویکرد را ارائه داده‌اند و از ارائه این ضرایب تصحیح صرف نظر نموده‌اند. لحاظ نکردن این ضرایب تصحیح در پیاده‌سازی این رویکرد، سبب اعوجاجاتی روی سیگنال فشرده‌شده می‌گردد. در این مقاله ضرایب تصحیح مورد نظر استخراج شده‌اند و با استفاده از این ضرایب، بلوک‌دیاگرام پردازش سیگنال اصلاح می‌گردد. همچنین، شبیه‌سازی‌هایی انجام شده است که اعوجاج ناشی از لحاظ نکردن ضرایب تصحیح را نشان می‌دهد. پیاده‌سازی رویکرد تمرکز دو مرحله‌ای با احتساب ضرایب تصحیح، موضوع اصلی این مقاله می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Spotlight SAR Data Focusing Based on Two-Step Processing Approach With Considering Correction Coefficients

نویسندگان [English]

  • najmeh mardaneh 1
  • majid- hatam- 2
  • Alireza Liaghat 3
1 Master's degree, Mechanical Research Institute, Iran Space Research Institute, Shiraz, Iran
2 Assistant Professor, Mechanical Research Institute, Iran Space Research Institute, Shiraz, Iran
3 PhD student, Mechanics Research Institute, Iran Space Research Institute, Shiraz, Iran
چکیده [English]

Receiving more accurate information from an area in SAR images requires high-resolution imaging of that area. In order to achieve high resolution SAR images, spotlight imaging mode is used. Two-step focusing approach, is an efficient approach to eliminate doppler spectrum folding in spotlight mode and focus raw radar data. Relevant articles and references, have only used fast fourier transform and complex coefficient to eliminate data spectrum folding in implementing this approach. But in fact, eliminating the doppler spectrum folding in this approach, requires a series of correction coefficients in addition to fast fourier transform and complex coefficients, which in none of relevant references and articles, are not provided. In reality, the relevant references have only provided a general method of implementation of this approach and have omitted to provide these correction coefficients. Failure to consider these correction coefficients in the implementation of this approach, will cause distortions in the compressed signal. In this paper, the desired correction coefficients are extracted and the block diagram of signal processing is modified by using these coefficients. Also, simulations have been performed that shown the distortion due to not considering the correction coefficients. Implementing two-step focusing approach with considering correction coefficients is the main topic of this paper.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Spotlight mode
  • Spectrum folding
  • Two-step focusing approach
  • Correction coefficients

Smiley face

مراجع

[1]    W. G. Carrara, "Soptlight Synthetic Aperture Radar," Signal Processing Algorithms, 1995.
[2]    C. V. Jakowatz, D. Wahl, P. Eichel, D. C. Ghiglia, & P. A. Thompson,“Spotlight-Mode Synthetic Aperture Radar: A Signal Processing Approach,” Norwell, MA: Kluwer Academic, 1996. 
[3]    D. C. Munson, J. D. O'Brien, & W. K. Jenkins, "A tomographic formulation of spotlight-mode synthetic aperture radar," Proceedings of the IEEE, vol. 71, no. 8, pp. 917-925, 1983.
[4]    D. L. Mensa, S. Halevy, & G. Wade, "Coherent Doppler tomography for microwave imaging," Proceedings of the IEEE, vol. 71, no. 2, pp. 254-261, 1983.
[5]    M. D. Desai & W. K. Jenkins, "Convolution backprojection image reconstruction for spotlight mode synthetic aperture radar," EEE Transactions on Image Processing, vol. 1, no. 4, pp. 505-517, 1992.
[6]    W. Ye, T. S. Yeo, C. B. Zhang, & Y. H. Lu, “Correction of geometric distortion in spotlight synthetic aperture imagery,” Int. J. Remote Sensing, vol. 20, pp. 979-992, 1999.
[7]    C. PRATI, A. MONTI GUARNIERI, & F. ROCCA, "Spot mode SAR focusing with the ω-K technique," in Remote sensing: global monitoring for earth management, Espoo, June 3-6, 1991, 1990.
[8]    R. Lanari, P. Franceschetti, M. Tesauro, & E. Sansosti, "Spotlight SAR image generation based on strip mode focusing techniques," in IEEE 1999 International Geoscience and Remote Sensing Symposium. IGARSS'99 (Cat. No. 99CH36293), vol. 3, IEEE, pp. 1761-1763, 1999.
[9]    M. Y. Jin, "High quality spotlight SAR processing algorithm designed for LightSAR mission," in IGARSS'97. 1997 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium Proceedings. Remote Sensing-A Scientific Vision for Sustainable Development, vol. 1, IEEE, pp. 477-480, 1997.
[10]  J. Mittermayer, A. Moreira, & O. Loffeld, "Spotlight SAR data processing using the frequency scaling algorithm," IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, vol. 37, no. 5, pp. 2198-2214, 1999. 
[11]  C. Cafforio, C. Prati, & F. Rocca, "SAR data focusing using seismic migration techniques," IEEE transactions on aerospace and electronic systems, vol. 27, no. 2, pp. 194-207, 1991.
[12]  R. Lanari, "A new method for the compensation of the SAR range cell migration based on the chirp z-transform," IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, vol. 33, no. 5, pp. 1296-1299, 1995.
[13]  R. K. Raney, H. Runge, R. Bamler, I. G. Cumming, & F. H. Wong, "Precision SAR processing using chirp scaling," IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol. 32, no. 4, pp. 786-799, 1994.
[14]  M. Sack, M. R. Ito, & I. G. Cumming, “Application of efficient linear FM matched filtering algorithms to synthetic aperture radar processing,”Proc. Inst. Elect. Eng., pt. F, vol. 132, pp. 45-57, 1985.
[15]  R. Lanari, M. Tesauro, E. Sansosti, & G. Fornaro, "Spotlight SAR data focusing based on a two-step processing approach," IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, vol. 39, no. 9, pp. 1993-2004, 2001.
[16]  I. G. Cumming & F. H. Wong, “Digital Processing of Synthetic Aperture Radar Data: Algorithms and Implementation, ” Norwood, MA: Artech House, 2004.
[17]  R. Lanari, S. Zoffoli, E. Sansosti, G. Fornaro, & F. Serafino, "New approach for hybrid strip-map/spotlight SAR data focusing," IEE Proceedings-Radar, Sonar and Navigation, vol. 148, no. 6, pp. 363-372, 2001.
[18]  G. Fornaro, R. Lanari, E. Sansosti, & M. Tesauro, "A two-step spotlight SAR data focusing approach," in IGARSS 2000. IEEE 2000 International Geoscience and Remote Sensing Symposium. Taking the Pulse of the Planet: The Role of Remote Sensing in Managing the Environment. Proceedings (Cat. No. 00CH37120), vol. 1, IEEE, pp. 84-86, 2000.
[19]  A. Ossowska & R. Speck, "Hybrid strip-map/spotlight mode processing based on chirp scaling processing," in 2008 International Radar Symposium, IEEE, pp. 1-4, 2008.
[20]  W. Guodong, "A deramp chirp scaling algorithm for processing spaceborne spotlight SAR data," in ICMMT 4th International Conference on, Proceedings Microwave and Millimeter Wave Technology, 2004, IEEE, pp. 659-663, 2004.
[21]  W. Yang, J. Chen, H. Zeng, J. Zhou, P. Wang, & C.-S. Li, "A novel three-step image formation scheme for unified focusing on spaceborne SAR data," Progress In Electromagnetics Research, vol. 137, pp. 621-642, 2013.
رادار
دوره 9، شماره 2 - شماره پیاپی 26
شماره پیاپی26، فصلنامه پاییز و زمستان
آذر 1401
صفحه 57-68

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 24 مرداد 1400
  • تاریخ بازنگری: 02 آذر 1400
  • تاریخ پذیرش: 09 مهر 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار