星载多模式SAR/InSAR/DInSAR仿真处理软件设计与实现

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星载合成孔径雷达（SAR）是一种能够全天时、全天候工作，进行高分辨率对地观测的主动式微波成像雷达。星载干涉合成孔径雷达（InSAR）与星载差分干涉合成孔径雷达（DInSAR）是在SAR基础上发展而来，干涉测量方法可获取目标区域的数字高程模型，差分干涉测量方法可获取目标区域的地表形变信息。星载 SAR/InSAR/DInSAR系统具有多种各具优点的轨道模式与工作模式，在军事侦查、地形测绘、灾害评估等领域具有重大的研究价值和应用前景。对星载 SAR/InSAR/DInSAR系统进行系统模拟、回波仿真与各种算法处理，不仅可以指导卫星指标分配与系统方案设计，还为星载SAR/InSAR/DInSAR数据处理研究提供数据来源。因此，开发星载多模式SAR/InSAR/DInSAR仿真处理软件具有重要的应用价值。
　　论文以星载 SAR/InSAR/DInSAR系统工作原理为理论依据，介绍了星载多模式SAR/InSAR/DInSAR仿真处理软件的设计与实现。该软件结合频域回波仿真算法与并行计算方法，对多种轨道模式、工作模式与天线模式下的星载 SAR/InSAR/DInSAR系统进行快速回波仿真，并为回波数据提供了成像处理、干涉处理与差分干涉处理方法，实现了高分辨成像、生成地表数字高程模型、提取地表形变等功能。本文主要研究内容有：
　　1、总结了国内外星载SAR/InSAR/DInSAR系统与相关仿真处理软件的研究与发展现状，介绍了星载SAR/InSAR/DInSAR系统工作原理与性能分析的相关理论。
　　2、结合软件开发的基本理论，介绍了分层模型与面向对象模型相结合的软件架构模式。软件分为 UI展示层、业务逻辑层与数据库访问层，利用 UI展示层实现界面展示与用户参数获取，利用业务逻辑层实现软件的主要业务处理模块，利用数据库访问层实现参数文件的访问以及系统与数据的交互。
　　3、利用 Visual Studio2010开发平台，基于 Microsoft的基础类库（MFC），完成了星载多模式SAR/InSAR/DInSAR仿真处理软件的开发与研制。该软件以星载条带式回波仿真及成像处理的功能设计为基础，进行了适用于多种轨道模式、工作模式与天线模式的通用性设计，实现了星载SAR/InSAR/DInSAR系统的回波仿真、成像处理、干涉处理、差分干涉处理与性能指标分析功能。软件的通用性设计主要包括：波束指向灵活的成像模式设计与仿真（聚束/滑动聚束模式与马赛克模式），满足对高分辨测绘的需求；轨道模式的通用性设计，使其适合低轨、中轨、高轨等不同的成像轨道模式；为了提高天线模式的通用性，在平板天线设计的基础上，进一步扩展了抛物面天线模式，并提供了多种天线方向图输入方式；为实现复杂轨道构型下的成像处理，设计实现了后向投影（Back-Projection， BP）算法，以满足不同工作模式的成像需求；基于应用的考虑，设计实现了对InSAR系统与DInSAR系统的回波仿真、算法处理与指标评估功能。此外，软件利用机载高分辨SAR图像实现人造目标与面目标的回波仿真，获取更加丰富的地物信息与纹理信息；在软件耗时较长的回波仿真模块中，利用 OpenMP并行框架实现了回波计算的并行设计，在保证计算结果准确性的前提下，极大地缩短了回波仿真的运行时间。
　　4、总结了软件开发过程中取得的主要成果与不足之处，并对未来研究工作进行展望。

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作者
姬莉;
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作者单位

西安电子科技大学;

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授予单位西安电子科技大学;
学科电子与通信工程
授予学位硕士
导师姓名李真芳,楼良盛;
年度 2017
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类雷达：按体制分;
关键词
合成孔径雷达; 仿真软件; 轨道模式; 干涉测量; 软件设计;

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