بهبود جبران سازی حرکات سکو در رادار دهانه ی مصنوعی با استفاده از الگوریتم پس تابش بهبودیافته (Imp-BP) براساس داده های INS و GPS

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 هیئت علمی دانشکده برق- دانشگاه جامع امام حسین (ع)

2 دانشکده برق-دانشگاه جامع امام حسین (ع)

10.22034/jasp.2023.53275.1202

چکیده

یکی از ابزار مناسب جهت تشکیل تصویر‌های هوایی استفاده از رادار دهانه مصنوعی با قابلیت پردازش در جهت برد و سمت است. به دلیل ارائه تصویر از سطح زمین توسط این نوع رادار، ‌به تفکیک‌پذیری در سمت و تفکیک‌پذیری در برد بالایی احتیاج است. الگوریتم‌های حوزه‌ی فرکانس تصویربرداری SAR با فشرده‌سازی سیگنال‌های رادار در جهت برد و سمت یک تصویر دو بعدی از هدف تشکیل می‌دهند، همچنین به دلیل استفاده از فیلتر منطبق در حوزه‌ی فرکانس دارای حجم محاسباتی کمی هستند. در عوض با محدودیت‌هایی همانند پیچیدگی الگوریتم برد داپلر در زاویه کجی بالا، محدودیت استفاده از الگوریتم مقیاس بندی چیرپ در پردازش کششی ، جبران سازی مهاجرت سلول برد و ... مواجه هستند. در حوزه‌ی زمان دو الگوریتم همبستگی حوزه‌ی زمان (TDC) و الگوریتم پس‌تابش (BPA) با استفاده از همبستگی متقابل سیگنال دریافتی و سیگنال مرجع برای برد و سمت، تصویر هدف را تشکیل می-دهند. الگوریتم پس‌تابش با استفاده از پردازش دسته‌ای اهداف نسبت به الگوریتم همبستگی حوزه‌ی زمان که پردازش آن پیکسل به پیکسل است، حجم محاسباتی کمتری دارد. برای برخی مودهای تصویربرداری که به زاویه‌کجی بالا نیاز دارند، به دلیل معادله‌ی برد غیرخطی در این نوع سیستم راداری، استفاده از هر نوع تقریبی برای این معادله مجاز نیست. در این مقاله با پیشنهاد الگوریتم بهبودیافته پس‌تابش (Imp-BP) و جبران‌سازی مناسب نتایج خوبی به دست آمد. با بررسی نتایج شبیه سازی شده در 4 حالت مختلف نشان داده شد که الگوریتم Imp-BP تفکیک‌پذیری و PSLR را حدود 40 درصد بهبود داده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Improving the Compensation of Platform Movements in Synthetic Aperture Radar using Improved Back Projection algorithm based on INS and GPS data

نویسندگان [English]

  • Reza Kayvan Shokooh 1
  • Mohammad Hassan Zangaaneh 2
1 Faculty of Electrical Engineering - Imam Hossein University
2 Faculty of Electrical Engineering, University of Imam Hossein
چکیده [English]

One of the suitable tools for forming aerial images is the use of Synthetic Aperture Radar with processing capabilities in range and direction. These types of radars are needed to high resolution in the azimuth and range. SAR imaging algorithms in Frequency domain form a two-dimensional image by compressing radar signals in the direction of the range and Azimuth, and due to the use of a matched filter in the frequency domain, they have low cost computational. Instead, they face limitations such as the complexity of the range Doppler algorithm at high tilt angles, the limitation of using the Chirp scaling algorithm in tensile processing, compensation of range cell migration, etc. In the time domain, two Time Domain Correlation algorithms (TDC) and Back-Projection Algorithm (BPA) use the mutual correlation of the received signal and the reference signal for the range and azimuth of the target image. The Back-Projection algorithm uses batch processing of targets, compared to the time domain correlation algorithm, which is pixel-by-pixel processing, and has a lower computational cost. For some imaging modes that require a high tilt angle, due to the nonlinear range equation of this type of radar system, the use of any kind of approximation in this equation is not allowed. In this paper, good results were obtained by proposing an improved Back-Projection (Imp-BP) algorithm and appropriate compensation. By examining the simulated results in 4 different modes, it was shown that the Imp-BP algorithm has improved the resolution and PSLR by about 40%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Synthetic Aperture Radar (SAR)
  • Global Positioning System (GPS)
  • Inertial Navigation System (INS)
  • Back Projection Algorithm (BPA)
  • Motion Compensation