Skip to main content
SUPERVISOR
Seyed Mahmoud Modarres-Hashemi
سیدمحمود مدرس هاشمی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Majid Hajipour
مجید حاجی پور

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389

TITLE

A Study of Motion Compensation in Synthetic Aperature Radar(SAR) Images
Remote sensing and imaging of the surface is possible by using different parts of the electromagnetic spectrum. Using microwave in Synthetic Aperture Radar (SAR) has many benefits such as the ability to work in all weather conditions, take advantage of the day and night and to obtain high-resolution images even at high ranges. These advantages have led to many civilian and military applications for this radar. In synthetic aperture radar, the received signals, which are called raw data, can be considered as a two-dimensional function of the range and azimuth. In this data, the energy of a point target is distributed in both direction and so the information can not be extracted without a proper processing. Therefore, it needs to be processed by a focusing algorithm which is called image formation algorithm. Image formation algorithms can be divided into two categories: time domain and frequency domain algorithms. Frequency domain algorithms are efficient in terms of computational and are very useful. So, in this thesis we have investigated these kinds of image formation algorithms. It should be noted that if the radar is monostatic and the platform is an aircraft, atmospheric turbulence and aircraft maneuvers prevent to have direct movement. The distance from the plane to the earth’s surface(range) is changed due to the plane momentum deviation and so the image formation algorithms can not properly get the focused image. The compensation of these destructive effects is called motion compensation. The most common method of compensation is a two-stage method. The first stage is before range cell migration that is done at the beginning of the algorithm.The second stage will take place immediately after range cell migration. In this way, the obtained measurement error of the system is used for compensation, and the impact of the various parts of algorithms on the fault motion is not considered. In this thesis, a linear approximated model is considered for error and it is applied to range compression stage in RDA algorithm. It is shown that the added phase in the second stage of compensation algorithm is slightly changed. It is shown that the proposed method has better performance compared with the case of two-stage conventional method. Keywords: Synthetic Aperature Radar, Image forming, motion error, motion compensation
سنجش از دور و تصویربرداری از سطح زمین با استفاده از قسمت های مختلف طیف الکترومغناطیس امکان پذیر است. بهره گیری از امواج مایکروویو در رادارهای روزنه مصنوعی(SAR)، مزایای زیادی مانند توانایی کار در هر شرایط آب و هوایی، امکان استفاده در شب و روز و به دست آوردن تصاویر با قدرت تفکیک بالا حتی در بردهای زیاد را دارد. این مزایا موجب شده است که این نوع رادارها کاربردهای نظامی و غیرنظامی بسیاری پیدا کنند. در رادارهای روزنه مصنوعی، سیگنال های دریافتی که داده خام نامیده می شوند را می توان تابعی دوبعدی از برد و سمت در نظر گرفت. در این داده، انرژی یک هدف نقطه ای در هر دو بعد پخش شده است و بدون پردازش مناسب، اطلاعاتی از آن قابل استخراج نیست. بنابراین متمرکز کردن انرژی پخش شده در یک پیکسل و تشکیل تصویر اهمیت زیادی دارد. الگوریتم های تشکیل تصویر را می توان به دو دسته الگوریتم های حوزه زمان و حوزه فرکانس دسته بندی نمود. الگوریتم های حوزه فرکانس از لحاظ محاسباتی کارآمد بوده و کاربرد بسیاری دارند و در این پایان نامه نیز به بررسی آنها پرداخته شده است. در صورتی که از حالت تک پایه استفاده شود و سکوی مورد استفاده هواپیما باشد، اغتشاشات جوی و مانورهای هواپیما، مانع حرکت مستقیم آن می شوند. با انحراف حرکت هواپیما، فاصله آن از سطح زمین تغییر کرده و با استفاده از الگوریتم های تشکیل تصویر، نمی توان تصویر متمرکز شده مناسب را بدست آورد. به جبران اثرات مخرب انحراف حرکت هواپیما در الگوریتم های تشکیل تصویر، جبران سازی حرکت گفته می شود. مرسوم ترین روش جبران سازی، روش دومرحله ای است. مرحله اول قبل از اصلاح مهاجرت برد می باشد که اغلب در ابتدای الگوریتم تشکیل تصویر انجام می شود. مرحله دوم بلافاصله بعد از اصلاح مهاجرت برد انجام می گیرد. در این روش، همان مقدار خطایی که از سیستم های اندازه گیری بدست آمده است، برای جبران سازی استفاده می شود و تأثیر قسمت های مختلف الگوریتم تشکیل تصویر روی مقدار خطای حرکت در نظرگرفته نمی شود. در این پایان نامه با در نظر گرفتن مدل تقریبی خطای حرکت به صورت خطی و اعمال آن در مرحله فشرده سازی برد در الگوریتم برد-داپلر، نشان داده می شود که میزان فاز اضافه شونده در مرحله دوم جبران سازی به مقدار کمی تغییر خواهد کرد. با محاسبه پارامترهای کیفیت تصویر، نشان می دهیم که روش جبران سازی دو مرحله ای با در نظر گرفتن اثر خطای حرکت در فشرده سازی برد، کارایی بهتری در مقایسه با حالتی که خطای حرکت در فشرده سازی برد در نظر گرفته نشود (روش جبران سازی مرسوم) دارد. سرانجام به مقایسه روش پیشنهادی و روش مرسوم پرداخته و نشان می دهیم که این روش برای خطاهای زیاد، کارایی بهتری دارد. کلمات کلیدی: 1- رادار روزنه مصنوعی 2- تشکیل تصویر 3- خطای حرکت 4- جبران سازی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی