SAR成像处理算法_RD算法_程序设计(Matlab)

  

目录

RDA成像处理软件设计与接口

RDA-相位相乘RCMC

程序接口

仿真数据1处理(一个点目标)

RDA-sinc插值RCMC

程序接口

仿真数据1处理(一个点目标)

 RDA-SRC

程序接口

仿真数据1处理(一个点目标)


  本文介绍的插件已经经过实际数据的验证,如有实际数据需要处理,欢迎联系作者。  

          距离多普勒(RD)算法是为处理SEASAT SAR数据而提出的,该算法在1978年处理出第一幅机载SAR图像。由于该算法在距离多普勒域完成距离徙动校正,所以被命名为RD算法。该算法原理简单,适合初学者学习。

RDA成像处理软件设计与接口

上篇文章介绍了RDA成像处理算法的3种实现方式:

  • 使用相位相乘实现距离徙动校正
  • 使用sinc插值实现距离徙动校正
  • 使用sinc插值实现距离徙动校正,同时考虑SRC

        本节针对上述3种实现方式,设计成像处理软件。为了验证成像处理效果,使用前面介绍的机载数据仿真软件,仿真一个点目标。

注:

RDA-相位相乘RCMC

本方法对应的Matlab程序可以在下面的连接中下载

SARImageRDA_MultiPhase_优快云_release.zip-图像处理文档类资源-优快云下载SAR成像处理算法,距离多普勒算法,RD算法,使用相位相乘实现距离徙动校正更多下载资源、学习资料请访问优快云下载频道.https://download.youkuaiyun.com/download/smyounger/85355366

程序接口

调用方式:sig_image = SARImageRDA_MultiPhase(sig_echo, param)
  输入参数:
    sig_echo:复回波数据
    param:成像处理参数
          param.sampleRate:采样率,单位Hz
          param.Rnear:图像近距, 单位m
          param.chirpRate:调频率,单位Hz/s,注意正负号
          param.prf:PRF,单位Hz
          param.lambda:信号波长,单位m
          param.Vst:平台速度,单位m/s
          param.Fdc:多普勒中心,单位Hz
  输出参数
    sig_image:复图像

仿真数据1处理(一个点目标)

测试数据:AirborneSAREcho_STRIP_Point1x1_AzChan1_Na3488_Nr1444.dat

重要参数:

调用方式:sig_image = SARImageRDA_MultiPhase(sig_echo, param)
  输入参数:
    sig_echo:复回波数据
    param:成像处理参数
          param.sampleRate:采样率,单位Hz
          param.Rnear:图像近距, 单位m
          param.chirpRate:调频率,单位Hz/s,注意正负号
          param.prf:PRF,单位Hz
          param.lambda:信号波长,单位m
          param.Vst:平台速度,单位m/s
          param.Fdc:多普勒中心,单位Hz
  输出参数
    sig_image:复图像

测试主函数:

clear all;
close all;

%% 常数
Vc = 299792458;                % 光速
ET = pi/180;

%% 读取回波数据
echoDataPath = 'D:\EchoData\';
echoDataName = [echoDataPath 'AirborneSAREcho_STRIP_Point1x1_AzChan1_Na3488_Nr1444.dat'];

fprintf('回波数据路径:%s\n', echoDataName);
ReadSimulatedEchoData;

%% 成像处理
param.sampleRate = sampleRate;
param.Rnear = Rnear;
param.chirpRate = chirpRate;
param.prf = prf;
param.lambda = lambda;
param.Vst = Vst;
param.Fdc = 0.0;
sig_image = SARImageRDA_MultiPhase(sig_echo, param);

%% 图像输出
figure, set(gcf, 'color', 'white');
imagesc(abs(sig_image))
colormap(gray); 
xlabel('Range'); ylabel('Azimuth');

%%
sliceSize = 32;
interpNum = 16;
pointSize = 512;
[Radiopara, Rgpara, Azpara] = ...
    SARImageFocusedQuality1(sig_image, prf, sampleRate, Vst, sliceSize, interpNum);
fprintf('切片峰值: %f; 能量: %f; 坐标:[%d, %d]\n', Radiopara.peakVal, ...
    Radiopara.pow, Radiopara.posa, Radiopara.posr);
fprintf('------- 距离向指标 -------\n');
fprintf('峰值: %8.2f ',Rgpara.max);
fprintf('   分辨率: %4.3f', Rgpara.res);
fprintf('   峰值旁瓣比:%5.3f', Rgpara.PSLR);
fprintf('  积分旁瓣比:%5.3f\n', Rgpara.ISLR);
fprintf('------- 方位向指标 -------\n');
fprintf('峰值: %8.2f ',Azpara.max);
fprintf('   分辨率: %4.3f', Azpara.res);
fprintf('   峰值旁瓣比:%5.3f', Azpara.PSLR);
fprintf('  积分旁瓣比:%5.3f\n', Azpara.ISLR);

程序运行后,每一步结果如下所示:

距离向压缩:

 距离徙动校正:

 方位向压缩后点目标插值图:

聚焦指标: 

 

RDA-sinc插值RCMC

本方法对应的Matlab程序可以在下面的连接中下载

SARImageRDA_SincInterp_优快云_release.zip-图像识别文档类资源-优快云下载SAR成像处理算法,距离多普勒算法,RD算法,使用插值实现距离徙动校正更多下载资源、学习资料请访问优快云下载频道.https://download.youkuaiyun.com/download/smyounger/85355406

程序接口

调用方式:sig_image = SARImageRDA_SincInterp(sig_echo, param)
  输入参数:
    sig_echo:复回波数据
    param:成像处理参数
          param.sampleRate:采样率,单位Hz
          param.Rnear:图像近距, 单位m
          param.chirpRate:调频率,单位Hz/s,注意正负号
          param.prf:PRF,单位Hz
          param.lambda:信号波长,单位m
          param.Vst:平台速度,单位m/s
          param.Fdc:多普勒中心,单位Hz
  输出参数
    sig_image:复图像

仿真数据1处理(一个点目标)

测试数据:AirborneSAREcho_STRIP_Point1x1_AzChan1_Na3488_Nr1444.dat

重要参数:

---------------仿真数据参数---------------
回波尺寸[Na x Nr]:3488 x 1444
雷达参数:
	信号波长:0.0500 m
	信号带宽:100.0000 MHz
	信号脉宽:10.0000 us
	信号调频率:10000000000000.0000 Hz/s
	信号采样率:133.0000 MHz
	脉冲重复频率:3500.0000 Hz
	采样时延:0.0002 us
天线参数:
	方位向孔径:6.0000 m
	距离向孔径:3.0000 m
	方位向通道数:1
	距离向通道数:1
	下视角:45.0000 deg
	斜视角:0.0000 deg
	平台参数:
	飞行速度:7000.0000 m/s
	场景近距:499137.8149 m

测试主函数

clear all;
close all;

%% 常数
Vc = 299792458;                % 光速
ET = pi/180;

%% 读取回波数据
echoDataPath = 'D:\EchoData\';
echoDataName = [echoDataPath 'AirborneSAREcho_STRIP_Point1x1_AzChan1_Na3488_Nr1444.dat'];

fprintf('回波数据路径:%s\n', echoDataName);
ReadSimulatedEchoData;

%% 成像处理
param.sampleRate = sampleRate;
param.Rnear = Rnear;
param.chirpRate = chirpRate;
param.prf = prf;
param.lambda = lambda;
param.Vst = Vst;
param.Fdc = 0.0;
sig_image = SARImageRDA_SincInterp(sig_echo, param);

%% 图像输出
figure, set(gcf, 'color', 'white');
imagesc(abs(sig_image))
colormap(gray); 
xlabel('Range'); ylabel('Azimuth');

%%
sliceSize = 32;
interpNum = 16;
pointSize = 512;
[Radiopara, Rgpara, Azpara] = ...
    SARImageFocusedQuality1(sig_image, prf, sampleRate, Vst, sliceSize, interpNum);
fprintf('切片峰值: %f; 能量: %f; 坐标:[%d, %d]\n', Radiopara.peakVal, ...
    Radiopara.pow, Radiopara.posa, Radiopara.posr);
fprintf('------- 距离向指标 -------\n');
fprintf('峰值: %8.2f ',Rgpara.max);
fprintf('   分辨率: %4.3f', Rgpara.res);
fprintf('   峰值旁瓣比:%5.3f', Rgpara.PSLR);
fprintf('  积分旁瓣比:%5.3f\n', Rgpara.ISLR);
fprintf('------- 方位向指标 -------\n');
fprintf('峰值: %8.2f ',Azpara.max);
fprintf('   分辨率: %4.3f', Azpara.res);
fprintf('   峰值旁瓣比:%5.3f', Azpara.PSLR);
fprintf('  积分旁瓣比:%5.3f\n', Azpara.ISLR);

程序运行后,每一步结果如下所示:

距离向压缩:

 距离徙动校正:

方位向压缩后点目标插值图: 

 聚焦指标:

 

 RDA-SRC

本方法对应的Matlab程序可以在下面的连接中下载

SARImageRDA_SincInterpSrc_优快云_release.zip-图像处理文档类资源-优快云下载SAR成像处理算法,距离多普勒算法,RD算法,使用插值实现距离徙动校正,考虑SRC更多下载资源、学习资料请访问优快云下载频道.https://download.youkuaiyun.com/download/smyounger/85355428

程序接口

调用方式:sig_image = SARImageRDA_SincInterpSrc(sig_echo, param)
  输入参数:
    sig_echo:复回波数据
    param:成像处理参数
          param.sampleRate:采样率,单位Hz
          param.Rnear:图像近距, 单位m
          param.chirpRate:调频率,单位Hz/s,注意正负号
          param.prf:PRF,单位Hz
          param.lambda:信号波长,单位m
          param.Vst:平台速度,单位m/s
          param.Fdc:多普勒中心,单位Hz
  输出参数
    sig_image:复图像

仿真数据1处理(一个点目标)

测试数据:AirborneSAREcho_STRIP_Point1x1_AzChan1_Na3488_Nr1444.dat

重要参数:

---------------仿真数据参数---------------
回波尺寸[Na x Nr]:3488 x 1444
雷达参数:
	信号波长:0.0500 m
	信号带宽:100.0000 MHz
	信号脉宽:10.0000 us
	信号调频率:10000000000000.0000 Hz/s
	信号采样率:133.0000 MHz
	脉冲重复频率:3500.0000 Hz
	采样时延:0.0002 us
天线参数:
	方位向孔径:6.0000 m
	距离向孔径:3.0000 m
	方位向通道数:1
	距离向通道数:1
	下视角:45.0000 deg
	斜视角:0.0000 deg
	平台参数:
	飞行速度:7000.0000 m/s
	场景近距:499137.8149 m

测试主函数

clear all;
close all;

%% 常数
Vc = 299792458;                % 光速
ET = pi/180;

%% 读取回波数据
echoDataPath = 'D:\EchoData\';
echoDataName = [echoDataPath 'AirborneSAREcho_STRIP_Point1x1_AzChan1_Na3488_Nr1444.dat'];

fprintf('回波数据路径:%s\n', echoDataName);
ReadSimulatedEchoData;

%% 成像处理
param.sampleRate = sampleRate;
param.Rnear = Rnear;
param.chirpRate = chirpRate;
param.prf = prf;
param.lambda = lambda;
param.Vst = Vst;
param.Fdc = 0.0;
sig_image = SARImageRDA_SincInterpSrc (sig_echo, param);

%% 图像输出
figure, set(gcf, 'color', 'white');
imagesc(abs(sig_image))
colormap(gray); 
xlabel('Range'); ylabel('Azimuth');

%%
sliceSize = 32;
interpNum = 16;
pointSize = 512;
[Radiopara, Rgpara, Azpara] = ...
    SARImageFocusedQuality1(sig_image, prf, sampleRate, Vst, sliceSize, interpNum);
fprintf('切片峰值: %f; 能量: %f; 坐标:[%d, %d]\n', Radiopara.peakVal, ...
    Radiopara.pow, Radiopara.posa, Radiopara.posr);
fprintf('------- 距离向指标 -------\n');
fprintf('峰值: %8.2f ',Rgpara.max);
fprintf('   分辨率: %4.3f', Rgpara.res);
fprintf('   峰值旁瓣比:%5.3f', Rgpara.PSLR);
fprintf('  积分旁瓣比:%5.3f\n', Rgpara.ISLR);
fprintf('------- 方位向指标 -------\n');
fprintf('峰值: %8.2f ',Azpara.max);
fprintf('   分辨率: %4.3f', Azpara.res);
fprintf('   峰值旁瓣比:%5.3f', Azpara.PSLR);
fprintf('  积分旁瓣比:%5.3f\n', Azpara.ISLR);

程序运行后,结果如下所示:

方位向压缩后点目标插值图:

 聚焦指标:

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