摘要
合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)由于其全天时、全天候工作及高分辨率的特点，在海洋信息获取及海面舰船监测等方面具有十分重要的应用价值。不同于陆地目标，海面散射单元和海面舰船大多处于运动状态。受此影响，SAR图像中海浪纹理及海面舰船等通常会出现较为严重的模糊，从而给基于SAR海浪图像的后端应用及基于SAR图像的舰船监测等造成不利影响。 为此，本文围绕SAR图像中模糊海浪及模糊舰船分别开展研究。针对模糊海浪，研究如何通过成像方法降低海浪的模糊，获得更加清晰的SAR海浪图像;针对模糊舰船，由于难以同时对具有不同运动状态的各艘舰船聚焦成像，因此研究如何通过模糊舰船检测方法提高舰船检测的概率及速度估计的精度。本文主要的研究工作和创新点如下: (1)在SAR模糊海浪成像方面 针对由于合成孔径时间内海浪位置变化引起的模糊，深入分析了海面相干时间及合成孔径时间对SAR海浪成像的影响，并在此基础上提出了一种基于子孔径的SAR模糊海浪成像方法。利用机载SAR海洋数据，验证了该方法的有效性。 针对利用顺轨干涉SAR计算海面相干时间时需要陆地等参考的问题，提出了一种面向无参考的顺轨干涉SAR海面相干时间计算方法。通过对机载顺轨干涉SAR数据的处理，验证了该方法的有效性。 仿真分析了海浪的聚焦敏感度与合成孔径时间、海面相干时间、海浪波长及传播方向之间的关系。此外，仿真分析了海浪的最优聚焦设置随合成孔径时间、海浪传播方向的变化规律。利用多波段机载SAR海洋数据，对上述仿真结果进行了验证。 针对SAR图像中海浪由于散焦而出现的模糊，提出了一种基于最优聚焦设置的SAR模糊海浪成像方法，并通过对仿真和实验数据的处理验证了该方法的有效性。 (2)在SAR图像模糊舰船检测和速度估计方面 对动目标在SAR图像局部区域的功率谱进行了分析，并利用点目标仿真实验对上述分析进行了验证。同时，在此基础上对舰船在SAR图像局部区域功率谱中的信杂比进行了分析，指出舰船在局部区域功率谱中具有比图像域更高的信杂比。 针对SAR图像上运动舰船出现严重模糊而难以直接从幅度图像上进行检测的问题，提出了一种基于局部区域功率谱的模糊舰船检测方法，利用实验数据验证了该方法的有效性。 针对目前尚无有效的模糊舰船方位向速度估计方法的问题，仿真分析了舰船局部区域中心频率的变化规律，并提出了一种基于局部区域中心频率的模糊舰船方位向速度估计方法。分别利用仿真和机载数据，验证了该方法的有效性和准确性。
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