地球同步轨道SAR曲线轨迹二维空间分辨率分析

针对地球同步轨道合成孔径雷达(GEO SAR)中,卫星轨道是曲线轨迹,且由于地球自转等因素的影响,卫星相对于点目标的运动轨迹没有显式表达式,且航迹速度在不同的卫星轨道位置差异很大的问题,提出了一种基于相位梯度分析的高轨SAR二维空间分辨率计算方法.文中提出了一种猜想,并采用介值定理证明:在合成孔径时间内,存在1个等效航迹速度,使得理论方位向分辨率位于1个范围之内,并计算得到了该方位向分辨率范围.最后,后向投影算法仿真实验验证了该方法的有效性.     

分布式小卫星SAR系统的模糊性分析

针对长基线情况下目标到主星的连线不可再近似为垂直于主星和小星的连线这一特点,提出一种分布式小卫星长基线情况下模糊度的计算方法．根据分布式小卫星的轨道信息以及主星、小卫星和目标的坐标关系,按照卫星的实际轨道计算出了模糊点的精确坐标,进而推导出计算主星和小卫星距离模糊度和方位模糊度的表达式,并由此对Cartwheel编队构型和Pendulum编队构型SAR系统的模糊性进行了分析．通过分析可以直观的看出随着主星到小卫星距离的减小,小卫星的距离模糊性更加接近主星SAR系统,方位模糊性基本不变．     

实现轨道偏心率协调控制的卫星轨道维持方法

针对太阳同步轨道卫星的轨道捕获和保持中，发动机所提供的周向力会 同时改变轨道半长轴a和偏心率矢量e这一问题。根据卫星拉格朗日运动方程，提出一种轨控策略，半长轴和偏心率控制在双脉冲控制时可同时实现，且一般可以选择一个变轨点在地面测控站范围内。计算结果验证了该轨控方案的有效性。     

低轨星实时自主定轨新方法--"积分滤波法"

讨论了动力法轨道数值积分定轨及几何法定轨存在的问题,进而提出了一种采用观测数据和轨道数值积分融合的实时自主定轨方法。实测数据的计算结果表明,新的定轨方法可以实时自主地得出卫星轨道的位置,并能达到较高的定轨精度。     

一种并行的SAR图像边缘检测方法

提出了一种并行的SAR图像边缘检测方法,该方法根据SAR图像的特点,对图像中的每一点都计算相应的3个信息测度特征,并组成特征向量对SAR图像进行边缘检测,这样计算量较大,但由于采用并行计算,因此速度较快.实验结果证明该方法能取得较好的边缘检测效果,且速度较快.     

一种改进匹配滤波器组的方位向速度估计方法

高径向速度目标常会引起严重的距离走动,对方位向速度的估计造成较大的影响．针对此问题,提出了一种新的方位向速度估计方法．该方法分析了运动目标在不同域中的信号形式,并发现在二维频域中动目标的方位调制和距离走动体现在同一指数项中,利用该特点在二维频域构造匹配滤波器组估计方位向速度．相比于传统方法,本方法可使方位向速度估计独立于径向速度,并规避了距离走动对方位向速度估计的影响．本方法均适用于机载和星载SAR系统．仿真和实测数据验证了本方法的有效性和稳健性．     

一种精确的前斜视SAR方位高分辨分析方法

基于前斜视SAR的运动特点和波束在场景平面上的扫描规律，建立了点目标与天线相位中心的瞬时斜距模型，提出了一种新的关于前斜SAR方位向高分辨特征分析的方法，通过对前斜视SAR合成孔径长度及方位分辨特性的研究，给出了合成孔径长度与方位分辨率近似公式的使用条件并作为前斜视SAR较为精确地成像与合理简化数据处理的基本依据．     

中轨SAR海面运动舰船回波建模研究

中轨SAR具有宽测绘带及重访时间短的优势,是低轨SAR与高轨SAR的重要补充。然而,相对于低轨SAR,中轨SAR具有合成孔径时间长,轨道特性复杂等特点,常规斜距模型不适用于中轨SAR。考虑了回波非"停-走-停"的情况,结合轨道及运动舰船特点,对中轨SAR舰船目标斜距模型进行定量化分析。得到舰船在静止、匀速运动、加速运动时四阶斜距模型能够满足成像要求,当受海浪影响时四阶斜距模型将失效的结论。最后实现中轨SAR海面舰船回波精确建模。     

高轨卫星悬挂绕飞增加覆盖面积的研究

针对高轨卫星覆盖区域增强的研究,采用高轨卫星下方悬挂圆形绕飞编队方法,通过卫星的绕飞编队设计,实现轨道下方垂直悬停构型。仿真实例表明,提出的绕飞编队悬挂轨道方法成功地实现了卫星覆盖区域增强,通过增加绕飞半径和减少卫星间的距离来实现高轨道卫星覆盖区域增强的效果。     

弹载SAR下降段成像算法研究

弹载SAR下降段成像中,弹体较大的下降速度和加速度将导致SAR回波信号的多普勒调频率沿方位向变化,影响方位聚焦.针对该问题,提出了一种利用方位非线性变标(NLCS)的弹载SAR下降段成像算法.该算法在距离徙动校正和距离压缩处理之后,通过引入方位非线性变标操作,补偿变化的多普勒调频率,并校正图像方位畸变,从而改善了方位聚焦深度和聚焦质量.数据仿真结果验证了算法的有效性.     

对SAR卫星天线旁瓣信号侦察研究

对合成孔径雷达(syntheticapertureradar,SAR)卫星旁瓣侦察和跟踪的目的是:为地面对SAR的干扰系统提供SAR卫星过顶的预警,引导地面干扰天线对准SAR卫星,提高干扰系统的效能。针对SAR卫星天线的工作特点,重点研究了SAR卫星天线旁瓣增益变化的范围及趋势,推导了对SAR卫星旁瓣进行侦察的侦察方程;建立了SAR卫星过顶的场景模型,仿真分析中利用了真实SAR卫星的天线参数及轨道参数,计算了天线跟踪角速度、SAR卫星在侦察天线处的功率密度等参数随时间变化的关系;分析了对SAR卫星旁瓣信号进行侦察跟踪的若干问题,为地面侦察跟踪系统各指标的研制提供参考。     

脉内聚束SAR方位高分辨率宽测绘带成像

针对星载合成孔径雷达(SAR)方位高分辨与宽测绘带之间的矛盾,提出脉内聚束SAR模式实现高分辨宽测绘带成像．建立了脉内聚束SAR模型,分析了脉内聚束SAR回波信号特性,得出脉内扫描技术会导致不同方位子场景上散射点相互叠加引起距离模糊的结论．针对该距离模糊,利用俯仰维多孔径进行空域滤波解模糊;并分析了地形起伏对成像结果的影响．脉内聚束SAR利用脉内扫描获得更长的合成孔径,以此实现高的方位分辨率; 同时在采用低脉冲重复频率的情况下,获得宽测绘带,从而实现了高分辨宽测绘带成像．仿真实验结果验证了该方法的有效性．     

实时定轨条件下初轨确定方法研究

针对定轨的实时性要求在较短时间内计算出较为精确的初始轨道；提出利用m个时刻地面测量数据，计算航天器初始时刻状态值(位置和速度)的新方法。经仿真计算表明：该方法所计算的初轨，在一定随机误差和系统误差内，基本满足实时性和精度要求，是一种较为有效的初轨确定方法。     

基于CCD序列图像和地面控制点的卫星姿轨精密确定

实现卫星姿轨精密确定是航天测控的重要研究内容.提出一种基于CCD序列图像和地面控制点的卫星姿轨精密确定方法,推导并给出了基于四元数算法的数据处理模型,通过仿真计算进一步验证、分析了算法的精度,该方法对于卫星姿轨精密确定具有一定参考价值.     

高分辨率星载SAR矿区灾害监测的应用潜力

合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）遥感与成像具有全天时、全天候、能穿透风云雨雪和植被等独特优势,是近20年空间遥感与对地观测技术最重要的进展.进入21世纪,一系列高分辨率星载SAR的成功运行,标志着雷达遥感与对地观测进入了一个新时代.总结高分辨率SAR数据的优越性以及中低分辨率SAR数据分辨率不高造成的应用瓶颈问题.概述目前在轨的高分辨率SAR卫星———意大利的COSMO-Sky Med卫星、加拿大的Radarsat-2卫星和德国的Terra SAR-X卫星传感器特征,通过调研目前国内外高分辨率SAR后向散射信息和相位信息在变形类地质灾害监测特别是矿区地质灾害监测领域的应用,展望了高分辨率SAR在矿区开采沉陷与地质灾害监测的应用前景.     

分布式SAR系统中运动目标检测定位技术

建立了分布式卫星SAR系统动目标检测定位和测速模型,提出了一种基于改进的ESPRIT算法的多通道动目标检测定位和测速方法。该方法用DPCA技术检测动目标,再利用改进的ESPRIT算法确定动目标数并定位,提取运动参数。理论和仿真结果表明该方法能正确检测动目标并确定运动参数,与传统FFT方法比较,尤其对于成像后在一个方位分辨单元内的多个动目标情况,该方法具有明显优越性。     

高低轨异构双基地SAR改进CS成像算法

针对地球同步轨道卫星发射-低轨道卫星被动接收的异构双基合成孔径雷达系统中,由于收发时延长和接收机速度快导致的“走-停”假设不成立,复杂成像几何下回波信号在距离向和方位向具有严重空变性的问题,提出一种基于二维时域扰动的改进线性调频变标成像算法．首先基于双基观测几何推导出非“走-停”假设下的信号模型;然后通过时域扰动的方法校正回波二维空变性;最后对残余相位进行补偿．仿真实验表明,该算法可实现高低轨双基合成孔径雷达高分辨率宽幅场景的良好聚焦,且具有很好的保相性能．     

一种时域去走动的四阶模型SAR成像方法

针对大斜视SAR回波耦合性强问题,从提高斜距模型近似精度和距离徙动校正精度两方面对SAR成像进行了研究,推导了一种四阶SAR成像算法模型。首先为了提高模型近似度,将斜距展开到四次项,然后为了将距离向和方位向进行初步解耦,在时域进行走动补偿,通过级数反演法将信号转到二维频域进行距离弯曲校正,方位匹配滤波后得到聚焦后的SAR图像。该方法流程简单,便于实时处理。仿真结果表明,该方法具有较强斜视处理能力,取得了较高的成像分辨率。     

多波段SAR系统动目标检测和参数优化设计

针对传统单通道合成孔径雷达(SAR)动目标检测中存在的不足,提出了一种基于多波段的单通道SAR运动目标检测方法,该方法对方位抽取得到的两个等效通道数据进行杂波抑制,然后结合Keystone方法实现动目标的检测、参数估计与定位．并提出了多波段SAR系统参数优化设计的方法,该方法可以克服传统动目标检测系统中的速度盲区问题,从而有效提高波段的利用率和动目标的检测概率．仿真实验验证了所提方法的有效性和可行性．     

一种快速轨道计算起步方法

基于数值计算提出了一种计算快速起步的迭代方法,分析并采用迭代方法进行了起步计算.该方法实现简单、计算量小、精度高,适合于各类卫星轨道的起步计算.