基于快速分解后向投影算法的小天体快速三维成像

TN957.52%V11; 雷达成像技术凭借其快速、无损伤以及高分辨率的特点,在深空探测领域得到了日益广泛的关注.针对合成孔径雷达(Synthetic aperture radar,SAR)三维成像过程中运算效率低的问题,基于小天体弱引力和快速自旋的特点,提出了一种适用于慢飞越观测模式的快速分解后向投影(Fast factorized back-projection,FFBP)三维成像算法.首先,分析了慢飞越模式下的等效运动模型,基于运动模型将二维极坐标系成像域扩展至三维球坐标系成像域,对三维FFBP算法中的孔径划分以及图像融合问题进行了深入分析,推导了子孔径二维划分规则和图像递归融合方法,并...

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Published in数据采集与处理 Vol. 39; no. 2; pp. 312 - 323
Main Authors 胡超然, 韦明川
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 哈尔滨工业大学卫星技术研究所,哈尔滨 150001 01.03.2024
Subjects
快速分解后向投影
深空探测
deep space exploration
SAR 3D imaging
太阳系小天体
SAR三维成像
星载雷达
space-borne radar
small solar system body
fast factorized back-projection(FFBP)
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ISSN1004-9037
DOI10.16337/j.1004-9037.2024.02.005

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Summary:TN957.52%V11; 雷达成像技术凭借其快速、无损伤以及高分辨率的特点,在深空探测领域得到了日益广泛的关注.针对合成孔径雷达(Synthetic aperture radar,SAR)三维成像过程中运算效率低的问题,基于小天体弱引力和快速自旋的特点,提出了一种适用于慢飞越观测模式的快速分解后向投影(Fast factorized back-projection,FFBP)三维成像算法.首先,分析了慢飞越模式下的等效运动模型,基于运动模型将二维极坐标系成像域扩展至三维球坐标系成像域,对三维FFBP算法中的孔径划分以及图像融合问题进行了深入分析,推导了子孔径二维划分规则和图像递归融合方法,并给出了具体实现流程.最后通过数值仿真和实测数据验证了算法的有效性.实验结果表明,所提成像算法可大幅提升运算效率,根据不同的孔径划分方式,相较于后向投影(Back-projection,BP)算法,可实现30～50倍的加速比,并获得与经典BP算法近似的成像性能.
ISSN:1004-9037
DOI:10.16337/j.1004-9037.2024.02.005