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合成孔径雷达实时成像算法与实现研究的开题报告

一、研究背景

合成孔径雷达SyntheticApertureRadar(SAR)是目前广泛应用于地面观测的一种高分辨率遥感技术。它能够利用飞行器或卫星的相对运动，通过对多个回波信号进行积累与处理，生成高分辨率的雷达影像，具有比光学遥感更强的应用优势和适应性。

合成孔径雷达技术已经在地面监测、海洋观测、资源调查、军事侦察等方面得到广泛应用，成为遥感领域的前沿技术之一。尤其是对于一些难以通过常规遥感手段取得信息的区域和环境，如远离陆地的海洋、森林覆盖较厚的区域以及城市荫蔽区等地区，其高分辨率的遥感图像具有得天独厚的优势。

二、研究目的

本研究旨在深入研究国内外高分辨率SAR成像算法的理论原理和实现方法，探究实时成像算法的关键技术，结合实际应用需求，通过实验验证和实现，设计出一种高效的实时成像算法，并在其上实现一种高性能的合成孔径雷达监测系统。

三、研究内容

本研究将深入研究以下内容：

1.合成孔径雷达成像算法的理论原理及发展历史；

2.针对合成孔径雷达实时成像问题，分析目前国内外研究现状及发展趋势；

3.研究实时SAR成像算法的关键技术，探究相关算法的优缺点及适用范围，并结合实际需求设计一种高效的实时成像算法；

4.基于硬件电路，实现合成孔径雷达系统的实时成像功能，并通过实验验证其性能和稳定性；

5.对实现的成像系统进行性能和应用测试，并给出实验结果的分析和讨论。

四、研究方法和步骤

本研究将采用以下步骤：

1.阅读相关文献，深入研究合成孔径雷达成像算法的理论原理和发展历史，对目前一些常用的成像算法进行比较分析；

2.分析SAR成像系统的关键技术，包括快速扫描技术、波束赋形技术等，综合考虑实际应用需求，设计出一种高效的实时成像算法；

3.基于国内外已有研究成果，选择一种高性能的硬件平台，并在其基础之上实现合成孔径雷达系统的实时成像功能；

4.对实现的成像系统进行性能和应用测试，评估系统性能，包括分辨率、噪声、动态范围等方面，并给出实验结果的分析和讨论；

5.根据实验结果和性能评估，对成像算法和系统实现做出改进和优化，提高其性能和可靠性。

五、预期成果和意义

通过本研究，预计能够达到以下成果：

1.深入研究合成孔径雷达成像算法的理论基础和发展现状，对实时成像算法进行深入探究；

2.设计一种高效的实时SAR成像算法，结合实际需求，提高成像效率和质量；

3.在硬件平台上实现实时SAR成像系统，测试其性能和可靠性；

4.对系统测试结果进行分析和讨论，探讨SAR监测领域的发展前景和应用意义。

六、进度安排

本研究计划于2021年9月正式开始，预计研究时间为两年。进度安排如下：

第一年：

1.阅读相关文献，进行合成孔径雷达成像算法的理论研究，设计实时成像算法；

2.实现算法的仿真模型，验证算法的可行性和有效性；

3.对硬件平台进行研究和评估，并开始开发实现成像系统。

第二年：

1.在硬件平台上实现SAR成像系统，并进行系统测试；

2.对测试结果进行分析和讨论，优化和改进成像算法和系统实现；

3.撰写研究论文。

七、参考文献

1.HuY,WangJ,WangY,etal.AnSARimagereal-timeprocessingsystembuiltonFPGA[J].IEEETransactionsonAerospaceandElectronicSystems,2017,53(6):2946-2958.

2.ChenS,LiuY,ChenQ.Methodofreducingprocessingtimeandmemoryuseinreal-timeSARimagingbasedonchirptransform[C]//2017IEEERadarConference(RadarConf).IEEE,2017:1334-1338.

3.DaminiG,MishraDC,PatelRP.PerformanceevaluationofSARimagingalgorithmsforrealtimeimplementation[M]//HandbookofReal-TimeFastFourierTransforms.CRCPress,2020:197-221.

4.LüM,SunY,ChenD.Low-complexitySARimagingalgorithmbasedontheChirpZ-transform[J].IETRadar,SonarNavigation,