《SAR水下地形成像的信號建模與成像處理新方法研究》是依託北京理工大學，由白霞擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：SAR水下地形成像的信號建模與成像處理新方法研究
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：白霞
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
合成孔徑雷達（Synthetic Aperture Radar，簡稱SAR）水下地形成像是海洋微波遙感中的重要套用之一，相對於傳統聲吶水深測量方法，具有覆蓋面廣、周期短和費用低的優勢，受到國內外許多國家的高度重視。考慮到現有的國內SAR水下地形觀測研究以套用研究為主的現狀，為了充分利用日益豐富多樣的星載SAR數據資源，提高已有系統的能力，開展SAR水下地形遙感套用基礎理論研究具有重要意義。本項目研究SAR水下地形成像的信號建模（包括散射機理和成像機制）與成像處理的新方法，主要內容包括：（1）針對水下地形成像套用，在經典的布拉格(Bragg)海面散射模型的基礎上，引入更準確的海面模擬和流體力學調製描述方法，建立一種解析與經驗聯合的模型；（2）在速度聚束SAR海面成像機制的基礎上，採用類運動目標成像和運動補償的思想，建立一種與SAR信號處理分析一致的定量描述，並提出可行的再聚焦方案。
結題摘要
利用SAR圖像進行水下地形反演是SAR海洋遙感中的一項重要套用，SAR水下地形成像的信號建模與成像處理所獲得的研究成果對套用具有參考價值，本項目在“散射”和“成像”兩個方面上開展工作。（1）散射：將現有的線性海面分形模型進行擴展，採用分段函式對二階Stokes波進行擬合，利用波谷波峰比作為非線性因子，結合海面波浪的分形規律，提出基於分數Weierstrass分形函式的非線性海面分形模型。基於所提的非線性海面分形模型，利用亥姆霍茲方程進行電磁場的閉合解析求解，得到了非線性海面散射場閉合解的一般解析形式，給出一定條件下相應的簡化形式，討論了該散射模型的適用範圍。（2）成像：進行海面SAR成像仿真，研究海洋環境和雷達觀測條件對海面雷達成像的影響。海面監測是基於壓縮感知(CS)的SAR成像新體制的典型套用，提出一種基於分數階傅立葉變換域稀疏表示的CS-SAR成像方法，並且為了適應海洋的動態特點，進一步地提出了一種聯合自聚焦的正則化SAR成像算法。提出基於輪廓波的SAR圖像降斑方法，該方法能夠去除相關斑，避免偽影，並維持圖像的解析度不下降，這些特點對於SAR圖像的後續反演套用提供了基本保障。上述兩部分內容相關研究成果的正確性和有效性均採用仿真結合實測數據處理的方式進行了驗證。
