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基于IDL的双基地SAR成像软件的设计与实现

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第一章绪论

1.1双基地SAR国内外发展概况

1.2 IDL语言概况及其在科技领域中的应用

1.3课题研究意义

1.4本文的主要工作

第二章双基地SAR成像机理和成像算法

2.1双基地SAR成像机理

2.1.1双基地SAR的几何模型

2.1.2双基地SAR的距离史

2.1.3双基地SAR的多普勒特性

2.1.4双基地SAR的空间分辨率

2.2双基地SAR成像算法

2.2.1双基地SAR的RD算法原理

2.2.2双基地SAR的BP算法原理

2.3本章小结

第三章基于IDL的双基地SAR成像软件设计

3.1 SAR成像软件开发语言的选择

3.1.1传统的SAR成像开发语言

3.1.2交互数据语言IDL

3.2双基SAR成像软件功能

3.3软件总体设计

3.4软件人机交互界面设计

3.4.1 IDL的图形用户界面GUI

3.4.2主控模块设计

3.4.3输入模块设计

3.4.4加密引导模块设计

3.5数据处理模块设计

3.5.1仿真数据生成

3.5.2 RD算法成像

3.5.3 BP算法成像

3.6输出模块设计

3.6.1图像显示系统

3.6.2图像处理系统

3.6.3数据采集和分析系统

3.6.4数据的保存

3.7本章小结

第四章双基地SAR成像软件功能实现

4.1软件的加密引导模块功能的实现

4.2软件理论仿真功能实现

4.3软件实测数据成像功能实现

4.4软件辅助功能的实现

4.4.1软件的图像处理系统功能的实现

4.4.2软件的数据采集和分析系统功能的实现

4.5软件运行情况及IDL的优势总结

4.6本章小结

第五章结论与展望

致谢

参考文献

在学期间的研究成果、个人简历

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摘要

双基地合成孔径雷达是一种新的雷达体制,其发射机和接收机安装在不同的平台上,具有作用距离远,安全性,抗干扰性,抗截获性能好等优点,越来越受到各国的重视。但国内对于双基地SAR的数据应用,包括成像处理和数据可视化分析都还处于一个比较低的水平。本文利用第四代可视化语言的代表IDL,开发出一种针对双基地SAR的成像软件,可对双基地SAR的数据进行成像和可视化分析,对于国内的双基地SAR研究及IDL在双基地SAR领域中的应用均有着十分明显的意义。本文的主要工作内容如下: 首先,对双基地SAR的成像机理和成像算法进行相应的研究和分析,以此作为成像软件开发的理论和算法基础。在成像机理方面,首先建立了任意飞行模式下双基地SAR的几何模型和回波模型,详细分析了其距离史、多普勒特性及空间分辨率特性。在成像算法方面,研究和分析了非移变模式下的双基地RD算法和BP算法,给出了两种算法的原理,并针对RD算法给出了两种多普勒参数估计方法:最大对比度算法和基于最小熵的离散傅立叶算法的原理及实现过程。 其次,以双基地SAR成像机理和成像算法的研究为基础,分析并确定了双基地SAR成像软件的功能需求。针对软件的功能需求,对软件的总体框架作出设计,并对构成软件主体的五大功能模块:加密引导模块、输入模块、主控模块、数据处理模块和输出模块结合IDL的特点分别作出详细的设计。利用IDL的GUI设计方法和数据读入方法,给出了软件的加密引导模块、输入模块和主控模块的具体设计方案;利用本文中所研究的双基地SAR成像理论和成像算法,结合IDL的数据处理特点,改进了仿真数据的生成程序,并给出了RD算法和BP算法的数据处理流程;最后利用IDL的对象图形系统完成了软件输出模块,包括图像显示系统、图像处理系统、数据采集和分析系统及数据保存系统的设计。 最后,利用上述的设计方案,成功实现了成像软件的各个主要功能,并通过具体实例进行了展示。实现功能包括:对非移变模式下的双基地SAR利用RD算法和BP算法进行理论仿真和实测数据成像、每种算法的分步调试和结果显示、图像处理及数据采集分析。

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