低信噪比下基于Hough变换的前视阵列SAR稀疏三维成像

刘向阳 杨君刚 孟进 张晓 牛德智

刘向阳, 杨君刚, 孟进, 张晓, 牛德智. 低信噪比下基于Hough变换的前视阵列SAR稀疏三维成像[J]. 雷达学报, 2017, 6(3): 316-323. doi: 10.12000/JR17011
引用本文: 刘向阳, 杨君刚, 孟进, 张晓, 牛德智. 低信噪比下基于Hough变换的前视阵列SAR稀疏三维成像[J]. 雷达学报, 2017, 6(3): 316-323. doi: 10.12000/JR17011
Liu Xiangyang, Yang Jungang, Meng Jin, Zhang Xiao, Niu Dezhi. Sparse Three-dimensional Imaging Based on Hough Transform for Forward-looking Array SAR in Low SNR[J]. Journal of Radars, 2017, 6(3): 316-323. doi: 10.12000/JR17011
Citation: Liu Xiangyang, Yang Jungang, Meng Jin, Zhang Xiao, Niu Dezhi. Sparse Three-dimensional Imaging Based on Hough Transform for Forward-looking Array SAR in Low SNR[J]. Journal of Radars, 2017, 6(3): 316-323. doi: 10.12000/JR17011

低信噪比下基于Hough变换的前视阵列SAR稀疏三维成像

doi: 10.12000/JR17011
基金项目: 国家自然科学基金(61640006),陕西省自然科学基金(2015JM6307)
详细信息
    作者简介:

    刘向阳(1982–),男,河北石家庄人,2010年在西安电子科技大学获得信息与通信工程专业博士学位,现为西安通信学院讲师、教研室副主任,主要研究方向为前视阵列SAR、回波建模与仿真、动目标检测。

    杨君刚(1973–),男,陕西宝鸡人,2008年在西安电子科技大学获得信息与通信工程专业博士学位,现为西安通信学院教授、系主任,主要研究方向为信号检测与估计、通信信号处理

    孟进:孟   进(1975–),男,陕西宝鸡人,2003年在信息工程大学获得硕士学位,现为西安通信学院副教授,主要研究方向为信号检测与估计、通信网管理

    通讯作者:

    刘向阳   xiangyangliu@mail.xidian.edu.cn

  • 中图分类号: TN959.3

Sparse Three-dimensional Imaging Based on Hough Transform for Forward-looking Array SAR in Low SNR

Funds: The National Natural Science Foundation of China (61640006), The Natural Science Foundation of Shaanxi Province (2015JM6307)
  • 摘要: 低信噪比下压缩感知稀疏重构的性能不佳,使得前视阵列SAR稀疏3维成像的质量大大降低。为此,该文结合散射系数矢量在原始的距离向和斜距离向2维空间中的连续性特征,借鉴信号检测中常用的直线检测思路和方法,提出基于霍夫变换的压缩感知稀疏重构算法,有效提高压缩感知稀疏重构的性能。同时,仿真实验结果表明,该方法有效实现了低信噪比下前视阵列SAR的稀疏3维成像。

     

  • 图  1  前视阵列SAR对地观测模型

    Figure  1.  The ground observation model for forward-looking array SAR

    图  2  某个距离门散射源的空间位置示意图

    Figure  2.  The diagram of the space position of scatterers in a range cell

    图  3  前视阵列SAR稀疏3维成像流程图

    Figure  3.  Flow chart of sparse three-dimensional imaging for forward-looking array SAR

    图  4  3种压缩感知算法重构性能的比较

    Figure  4.  Reconstruction performance comparison of three compressive sensing algorithms

    图  5  水平地表的3维图像

    Figure  5.  Three-dimensional image of horizontal ground

    图  6  起伏地表的高度图

    Figure  6.  Height map of undulating ground

    图  7  起伏地形下的3维图像

    Figure  7.  Three-dimensional image of undulating ground

    表  1  前视阵列SAR系统仿真参数

    Table  1.   Simulation parameters for forward-looking array SAR system

    参数 数值
    中心波长(mm) 3
    脉冲带宽(MHz) 100
    脉冲时宽(μs) 1
    采样频率(MHz) 120
    合成总带宽(GHz) 1
    平台速度(m/s) 50
    场景中心斜距(km) 1
    发射天线高度(m) 499.75
    接收天线高度(m) 500.25
    跨航向天线长度(m) 6
    接收阵元间距(cm) 3
    波束中心俯仰角(°) 60
    波束中心方位角(°) 0
    沿航向合成孔径长度(m) 30
    子测绘带波束宽度(°) 3
    距离向分辨率(m) 0.15
    沿航向分辨率(m) 0.2
    跨航向分辨率(m) 0.5
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-01-23
  • 修回日期:  2017-06-05
  • 网络出版日期:  2017-06-28

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