The invention discloses a space-borne TomoSAR baseline sequence design method based on maximum mutual information, which relates to the field of signal processing. Aiming at the elevation range and resolution index of scene, a design method of space-borne TomoSAR baseline sequence based on maximum mutual information is proposed. The method consists of two steps. First, based on the non-ambiguous elevation range and Rayleigh elevation resolution index of spaceborne TomoSAR system, the maximum baseline interval and the corresponding baseline span of Rayleigh resolution are determined, and the minimum number of baselines required for elevation reconstruction is given. Second, the TomoSAR communication system model is constructed. Based on the principle of maximizing mutual information when information transmission is optimal, the optimal baseline span can be accurately searched. Step 3: Take the optimal baseline span as the midpoint, and take the range distributed on both sides of the optimal baseline as the optimal baseline range that can be realized by the system. Combining with the minimum number of baselines, the optimal baseline distribution under uniform baseline distribution can be obtained. Baseline sequence distribution.
【技术实现步骤摘要】
一种基于互信息量最大的星载TomoSAR空间基线序列设计方法
本专利技术属于信号处理领域,涉及一种基于互信息量最大的星载TomoSAR空间基线序列设计方法。
技术介绍
合成孔径雷达(SAR)是一种能够全天时、全天候工作的高分辨率微波成像雷达,并且对地表具有一定的穿透能力。在SAR基础上发展起来的层析合成孔径雷达(TomographicSAR,TomoSAR)是一种高精度重建复杂地形高程并能够实现高程分辨和叠掩目标分离的技术。自2000年机载TomoSAR被验证可行以来,星载Tomo-SAR获得了迅速发展,被广泛应用于城市测绘、灾害监测与环境测量等领域。随着能够对复杂地形高精度、高分辨率高程估计的星载TomoSAR技术的广泛应用,针对星载TomoSAR系统的多基线设计是星载SAR的主要研究内容之一。由于多基线在均匀间隔的条件下,高程谱的旁瓣低,信噪比高,因此多基线系统设计的参数主要有两个,分别是基线数目和基线跨度。由Rayleigh分辨率知,空间基线跨度越大时,Rayleigh高程分辨率越好,但是引起的空间或时间去相关也会增大,从而增大相位噪声减小相位信噪比;空间基线跨度越小时,引起的空间或时间去相关越小,相位噪声越小,但是Rayleigh高程分辨率变得越差。由奈奎斯特采样理论知,空间间隔越大时,非模糊高程范围越小,从而导致超过非模糊高程范围外的目标无法重构;空间间隔越小时,非模糊高程范围越大。在基线数目确定的条件下,这与Rayleigh高程分辨率对基线跨度的要求相矛盾。在基线数目不定的条件下,则要求更多的基线数目,这增加了对TomoSAR系统的采样率要求。 ...
【技术保护点】
1.一种基于互信息量最大的星载TomoSAR空间基线序列设计方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤一:基于场景的高程分布范围及高程分辨率约束指标,利用视角关系计算其对应于方位‑斜距平面法向上的高程范围及分辨率指标;步骤二:基于TomoSAR系统的非模糊高程范围及Rayleigh高程分辨率指标,确定高程重建所需的最大基线间隔和分辨率要求的最小基线跨度,并给出最小基线数目;步骤三:构建TomoSAR通信系统模型,基于信息传输最优时互信息量最大的准则,提出互信息量最大的优化函数,精确搜索最优的基线跨度,进而获得均匀基线分布下的最优的基线跨度范围,即最优的基线序列分布。
【技术特征摘要】
1.一种基于互信息量最大的星载TomoSAR空间基线序列设计方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤一:基于场景的高程分布范围及高程分辨率约束指标,利用视角关系计算其对应于方位-斜距平面法向上的高程范围及分辨率指标;步骤二:基于TomoSAR系统的非模糊高程范围及Rayleigh高程分辨率指标,确定高程重建所需的最大基线间隔和分辨率要求的最小基线跨度,并给出最小基线数目;步骤三:构建TomoSAR通信系统模型,基于信息传输最优时互信息量最大的准则,提出互信息量最大的优化函数,精确搜索最优的基线跨度,进而获得均匀基线分布下的最优的基线跨度范围,即最优的基线序列分布。2.根据权利要求1所述的一种基于互信息量最大的星载TomoSAR空间基线序列设计方法,其特征在于:步骤一具体为:在给定场景的高程范围H0及高程分辨率ρh约束指标的情况下,基于视角关系,计算其对应于方位-斜距平面法向上的高程范围S0及分辨率ρs指标,具体公式如下:S0=H0/sin(θ)(1)ρs=ρh/sin(θ)(2)3.根据权利要求1所述的一种基于互信息量最大的星载TomoSAR空间基线序列设计方法,其特征在于:步骤二具体为:利用T...
【专利技术属性】
技术研发人员:徐华平,杨波,罗尧,宋泽宁,李春升,
申请(专利权)人:北京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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