Processing SAR data using Range Doppler and Chirp Scaling Algorithms

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  • 日期: 2021-08-31
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Applications  of  self-illuminating  remote  sensing  systems,  and  among  those,  Radar  Imagery  is  growingrapidly.  Unique  properties  of  Synthetic  Aperture  Radar  (SAR)  system  makes  it  one  of  the  most  popularand  applicable  methods  of  self  illuminating  remote  sensing  techniques  for  ground  deformationmonitoring,  seismic  studies,  and  many  photogrammetry  applications.

There  are  several  methods  and  algorithms  for  processing  SAR  data,  each  are  convenient  for  differentpurposes.  Two  more  common  and  reliable  algorithms  are  developed  in  this  thesis:  a  Range  DopplerAlgorithm  and  a  Chirp  Scaling  Algorithm.

Available  software  packages  and  toolboxes  for  processing  SAR  data  such  as  DORIS,  ROI-PAC,  RAT  andPULSAR  have  their  advantage  and  disadvantages.  Most  of  these  packages  run  on  Linux  platform,  aredifficult  to  use,  and  require  quite  a  few  pre-processing  data  preparations.  Besides  there  is  no  general  SARprocessing  application  that  can  handle  all  data  types  or  suitable  for  all  purposes.  There  are  also  softwarepackages  (such  as  ROI-PAC)  with  restrictions  for  people  from  certain  countries.

The  objective  of  this  thesis  is  to  process  SAR  data  using  two  more  common  algorithms,  run  a  comparisonbetween  results  of  these  two  algorithms  and  to  process  InSAR  pair  images  to  form  an  Interferogram  andto  create  a  DEM.  A  Matlab  based  program  is  developed  for  this  purpose  with  graphical  user  interface  anda  few  visualization  enhancement  features,  which  facilitates  processing  data  and  producing  desired  output.

Then,  I  investigate  the  effect  of  different  frequency  domains  in  the  resulting  image.

The  program  I  created  in  my  thesis,  has  several  advantages:  it  is  open-source  and  very  easy  to  modify.

The  program  is  coded  in  MATLAB,  therefore  it  does  not  need  a  vast  programming  knowledge  to  be  ableto  customize  it.  You  can  run  it  on  any  platform  that  can  run  MATLAB  7+.

At  the  end  of  this  thesis,  I  conclude  that  A  Range  Doppler  Algorithm  with  secondary  range  compressionperformed  in  2D-frequency  domain  has  a  result  as  good  as  a  Chirp  Scaling  Algorithm  and  has  lesscomputational  complexity  and  consumes  less  time.  No  general  SAR  processing  algorithm  could  beintroduced.  Most  of  the  times  algorithms  need  to  be  adjusted  for  particular  datasets,  or  particularapplications.  Besides,  the  most  complicated  algorithm  is  not  always  the  best  algorithm.  For  example,  for  apoint  target  detection  purpose,  two  filtering  steps  in  range  and  azimuth  direction  provides  accurateenough  result. 

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