理论教育 多普勒质心差造成的视线向偏移值

多普勒质心差造成的视线向偏移值

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:图5-1多普勒质心差造成的视线向偏移值根据噪声源不同,通常分为系统噪声与场景噪声两类。①系统噪声,也称之为系统热噪声,是指雷达发射器在发射、接收电磁波,以及记录、存储数据时产生的噪声,主要由接收增益因子以及天线特性等雷达系统特性决定;②场景噪声,也称为外部噪声,是指雷达天线从外部辐射源接收到的电磁波所形成的噪声。噪声降低了复图像的信噪比,减小了相关系数,引入了部分误差。

多普勒质心差造成的视线向偏移值

IBIS-S具有一维距离向的成像能力,其监测主要通过相位差分完成。由于差分相位存在一定的采样间隔,因此,可能受雷达系统自身或场景影响而产生噪声。

图5-1 多普勒质心差造成的视线向偏移值(cm)

根据噪声源不同,通常分为系统噪声与场景噪声两类。①系统噪声,也称之为系统热噪声,是指雷达发射器在发射、接收电磁波,以及记录、存储数据时产生的噪声,主要由接收增益因子以及天线特性等雷达系统特性决定;②场景噪声,也称为外部噪声,是指雷达天线从外部辐射源接收到的电磁波所形成的噪声。通常采用降噪天线能够使外部噪声得到一定程度的抑制。这些噪声误差的存在,会降低雷达的监测精度,不仅在雷达天线设计中需要考虑降噪,在数据后处理中同样也需要通过各种处理方法达到噪声去除的目的以提高雷达信号的信噪比(SNR)。

噪声降低了复图像的信噪比,减小了相关系数,引入了部分误差。考虑到热噪声之间存在的相互独立性以及其具有的圆高斯统计特性,设SNRi为相位干涉通道具有的信噪比,则将热噪声所引起的去相关效应表示成:

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为使干涉条纹边缘保持完整,可通过提取噪声影响较小的像素单元(Pixel点),再由滤波和后续信号处理技术来抑制噪声的影响。

在过去的几十年中,学者们提出了许多SAR滤噪方法。大致可分为两类:成像前的多视处理技术和成像后的处理技术。第一类是根据斑点负指数分布的统计特征的多视处理。一般多视处理有两种:

(1)分割合成孔径的多普勒带宽,分割的孔径分别成像(多视),然后进行平均处理。经过多视处理的图像被称为多视图像。多视处理的前提是每一个子视图观测必须是相同的地物,几乎是同时并没有辐射失真。它们也应该使用相同的频率和极化方式。

(2)在成像处理之后通过对给定空间的后向散射特性进行假设。最简单的假设是后向散射截面在给定像元附近是常数。在这种情况下,给定L个独立像元值,对这些像元的复值进行平均处理,将得到更加准确的像元值。

以上这两种方法都被称为多视处理,在第一种情况下,需要对地基SAR成像算法进行重新设计,算法处理难度较大;而在第二种情况下,对于大量获取的地基数据来说,成像后进行多视处理较易于实现。在这两种处理方式下虽然相位的随机噪声会得到较好的抑制,但是信号的空间分辨率都会降低。

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