天基合成孔径激光雷达非合作目标成像系统设计与实验

合成孔径激光雷达是合成孔径技术在激光相干探测雷达领域的推广,相比传统合成孔径雷达具有更高的分辨率。相比机载、陆基等应用环境,空间没有大气湍流和机械振动,非常适合合成孔径激光雷达应用,而合成孔径激光雷达本身分辨率不随距离变化的优点,也利于空间大尺度距离探测。建立了对非合作目标进行高分辨率成像监测天基合成孔径激光雷达成像模型,对系统中关键参数进行分析,针对地球静止轨道上的目标进行了系统设计,提出系统实现工程化需要进一步突破的关键技术。结合理论分析,设计了缩比模型验证实验,利用转台模拟空间卫星间运动,得到了方位向分辨率1 mm的目标图像,证明了系统分析的合理性和该系统的实用性,对天基合成孔径激光雷达技术的推广具有一定意义。     

合成孔径激光雷达研究进展

合成孔径激光雷达是合成孔径信号处理技术和激光技术的有机集合体,是一种新体制主动成像激光雷达系统.首先介绍了合成孔径激光雷达的基本原理,然后对国内外在合成孔径激光雷达方面取得的成果进行了概述,通过对国内外系统的分析,介绍了合成孔径激光雷达走向工程实现需要克服的技术难点.最后指出其在军事、科研以及灾害和环境检测等领域都有广...     

合成孔径激光雷达技术综述

合成孔径激光雷达具有大大高于微波合成孔径雷达的分辨力、能够进行远距离、大面积成像等多种优点，正成为国内外的研究热点，井逐渐走向工程化，以此为背景对合成孔径激光雷达技术进行了综述。首先分析了激光雷达的优缺点，说明了研制新体制激光雷达的重要性：介绍了合成孔径激光雷达国内外的技术进展，对其工作原理进行了较为详细的描述．并结合原理介绍了一个典型的合成孔径激光雷达系统；通过对国内现有技术条件的分析，讨论了我国目前研制合成孔径激光雷达的难点，并对其发展前景进行了展望。     

机载合成孔径激光雷达相位调制信号性能分析和成像处理

该文将相位调制信号用于机载合成孔径激光雷达,分析了3 种相位调制信号的性能,研究了相位调制信号的收发方式和成像处理方法。针对机载合成孔径激光雷达观测幅宽较小的特点,对基于线性调频信号的相位调制信号,提出采用去调相接收方式,以大幅度降低宽带信号的AD 采样率。对3 种相位调制信号所做的成像仿真结果表明了该方法的有效性。      

合成孔径激光雷达技术综述

合成孔径激光雷达具有大大高于微波合成孔径雷达的分辨力、能够进行远距离、大面积成像等多种优点, 正成为国内外的研究热点, 并逐渐走向工程化, 以此为背景对合成孔径激光雷达技术进行了综述。首先分析了激光雷达的优缺点, 说明了研制新体制激光雷达的重要性; 介绍了合成孔径激光雷达国内外的技术进展, 对其工作原理进行了较为详细的描述, 并结合原理介绍了一个典型的合成孔径激光雷达系统; 通过对国内现有技术条件的分析, 讨论了我国目前研制合成孔径激光雷达的难点, 并对其发展前景进行了展望。     

合成孔径成像激光雷达实验系统设计

合成孔径成像激光雷达是一种新的主动式有源成像系统,它的一个突出优势是可以获得比合成孔径雷达更高的分辨率,和更接近光学图片的效果.为了研究合成孔径技术在激光波段的相关问题,给出了一种合成孔径成像激光雷达室内实验系统,有效模拟逆合成孔径技术的旋转目标成像技术.首先,概述了旋转目标成像的的基本原理.然后,在分析了系统设计的基本思想和技术难点基础上,改进了已有的室内实验系统,提出了收发镜头分置的系统,有效地克服了端面反射的影响.最后,给出实验系统框图和最终成像效果图,验证了所给系统的有效性和光波波段合成孔径技术的可行性.     

合成孔径激光雷达自适应成像技术

合成孔径激光雷达成像分辨率与成像距离无关,但在相同激光发射功率的情况下,合成孔径激光雷达的成像分辨率要求与成像距离要求是相互矛盾的。为解决这一问题,从合成孔径激光雷达成像的基本原理出发,给出了合成孔径激光雷达成像的方位分辨率与发射孔径的关系以及回波信噪比方程,分析了回波信噪比与成像距离、光源平均发射功率和发射孔径之间的关系。提出了一种合成孔径激光雷达自适应成像技术,成像系统根据回波信噪比自动调整发射孔径大小使回波信噪比限制在一定范围之内,以实现对远距离目标的大孔径低精度成像以及近距离目标的小孔径高精度成像。研究结果可以为合成孔径激光雷达的设计与应用提供一定的参考。     

分布式卫星合成孔径激光雷达

分布式卫星合成孔径激光雷达(SAL)是近年来深空探测领域的一个研究热点.分析了分布式卫星合成孔径激光雷达的优越特性,综述了当前国内外分布式卫星合成孔径激光雷达技术的研究进展,最后阐述了其关键技术以及下一步要解决的技术难题.     

激光雷达逆合成孔径成像技术现状及关键问题

逆合成孔径成像激光雷达是成像雷达体制的创新和拓展,是逆合成孔径技术和激光雷达技术的创造性结合,以其理论上优异的成像性能和在军事、民用领域的应用前景引起了人们的关注.结合国外典型的逆合成孔径成像激光雷达系统,介绍了该技术的研究进展和现状,理论上分析了激光波段逆合成孔径成像技术相比于微波波段的优势和瓶颈,该技术具有方位向分辨率高、相干积累时间短等优点,但其较大的多普勒频移致使运动补偿相位校正十分困难,讨论了激光雷达逆合成孔径成像技术发展面临的关键问题,诸如激光光源频率稳定性需求、相干探测条件、运动补偿和大气传输补偿等.为进一步对激光雷达逆合成孔径成像技术进行深入理论和实验研究打下了基础.     

星对星合成孔径激光雷达成像

随合成孔径激光雷达技术的发展,对人造卫星等空间远距离高速运动目标进行高精度成像成为可能.从合成孔径激光雷达的成像原理出发,理论分析了合成孔径激光雷达在星对星成像侦察中的成像距离、成像分辨率和成像速度等特性;研究了星对星合成孔径激光雷达成像侦察的特征;辨析了激光发射功率、脉冲重频、两星相对速度等参数对成像精度和成像距离的...     

分布式卫星合成孔径雷达的研究进展

分布式卫星激光合成孔径雷达(SAL)是近年来深空探测领域的一个研究热点。分析了分布式卫星SAL的优越特性,综述了当前国际上分布式卫星SAL技术的研究进展,重点阐述了其关键技术以及下一步要解决的技术难题。     

关于合成孔径激光雷达成像研究

该文概述了合成孔径激光雷达(SAL)成像演示的国内外研究现状|分析了已有的SAL 成像图片质量、成像体制及总的研究进展等,并指出为满足最终用户需求,SAL 研究至少需要解决扩大成像视场和降低大气湍流影响等问题。同时呼吁相关研究者积极贡献室外合成孔径激光雷达成像实验研究数据,共同推动合成孔径激光雷达成像技术的发展。      

阵列激光合成孔径雷达高分辨成像技术研究

激光合成孔径雷达将合成孔径技术应用于激光频段,分辨率不受观测距离的限制,可实现远距离、超高分辨率成像。然而,受激光衍射极限限制,观测视场制约着激光合成孔径雷达对地观测实际应用。该文提出一种阵列激光合成孔径雷达技术体制,通过大功率阵列发射、阵列平衡探测接收、逐脉冲动态内定标实现了激光多路相干收发,成倍地扩大了成像视场。地面转台成像试验表明,成像分辨率优于3 cm(距离)×1 cm(方位),该项技术可为激光合成孔径雷达对地观测应用奠定基础。      

经过改进的差分合成孔径激光雷达对振动的抑制

合成孔径激光雷达(SAL)是遥感领域的研究热点.振动是SAL系统中较为突出的问题.根据之前的研究结果,SAL对垂直航向的线振动比较敏感.为了抑制振动带来的相位误差,根据差分合成孔径雷达(DSAL)实现振动抑制的原理,提出了在距离向上交错放置的两个接收镜头实现差分接收的方案,从原理上分析了这种交错结构的DSAL系统对线振动和角振动的抑制能力,并分析了角振动对抑制效果的影响.采用实测的POS数据对抑制能力进行仿真可以看到,这种交错结构对线振动和角振动有较好的抑制效果.该结论为在工程中实现SAL成像的振动抑制提供了理论基础和系统选择方案.     

合成孔径激光雷达光学系统和作用距离分析

该文对合成孔径激光雷达(Synthetic Aperture Ladar, SAL)光学系统和作用距离进行了分析。根据SAL成像特点,提出了SAL使用非成像衍射光学系统的概念,并引入相控阵模型对其性能进行分析。通过在压缩光路中馈源和主镜两处使用二元光学器件,在口径300 mm条件下将2°接收视场信号收入光纤,对所需的相位参数和对应的波束方向图进行了计算仿真。给出了SAL作用距离方程,分析了相干探测和信号积累增益,明确了SAL具有良好的微弱信号探测能力的结论。针对实际应用需求,给出了一个远距离高分辨率机载SAL系统参数和工作模式。5 cm分辨率时,在连续条带成像模式下,其作用距离可达5 km,幅宽可达1.5 km;在滑动聚束成像模式下,作用距离可达10 km,幅宽可达1 km。      

一种新的高重频宽带相干激光雷达系统研究

该文提出一种新的同时具有高重复频率和大带宽性能的相干激光雷达系统。该系统基于IQ调制器正交调制技术与带宽合成信号处理技术,使得系统能够同时满足大带宽和高重复频率的要求,解决了传统激光雷达宽带信号调制速度慢的问题。该系统能够生成高重频、大带宽的相干线性调频激光雷达信号,在高分辨距离成像、(逆)合成孔径激光雷达成像、距离分辨的振动测量等方面,具有重要的应用价值。文中阐述了宽带高重复频率调制的原理和方法、基于微波域频率步进的带宽合成信号处理方法,并进行光纤环路实验和自由空间实验。作为演示,该激光雷达系统获得了16.7 kHz重复频率、6 GHz带宽,实现了优于2.5 cm距离向分辨率成像及远距离运动目标逆合成孔径激光雷达成像。实验结果证明了该系统与方法的有效性。     

逆合成孔径成像激光雷达低信噪比稀疏多孔径成像方法研究

受目标非合作特性的影响,逆合成孔径成像激光雷达(ISAIL)回波存在缺失;同时受大气衰减和自然背景光等因素的影响,ISAIL回波信号信噪比较低,因此,常规的稀疏多孔径成像方法不再适用。针对上述问题,该文提出了一种结合压缩感知(CS)和权矩阵的稀疏多孔径成像方法。首先,通过基于CS的稀疏多孔径成像方法对原始数据处理,得到目标像的支撑域;然后,据此建立权矩阵,优化采用CS重构时的代价函数,对稀疏多孔径ISAIL原始数据进行成像处理,利用不完整的回波信号获得高分辨目标像。此算法具有较好的抗噪能力。采用室内ISAIL系统实测数据验证了算法的有效性。     

分布式卫星的环绕对InSAR测高精度的影响

分布式卫星SAR系统是最近提出的一种新的SAR系统,该文结合干涉SAR(InSAR)技术,研究了该系统中InSAR成像所面临的问题,分析和推到了系统环绕引起的干涉相位、基线等参数的变化,以及对成像高度精度的影响,给出了相应的数学模型及关系曲线。分析结果表明随着环绕角度的增加,测高误差增大,必须对相位和基线进行合理修正。     

相位匹配处理微动目标ISAR成像

利用二维离散傅立叶变换理论分析了步进频率信号ISAR(Inverse Synthetic Aperture Radar)成像和多普勒效应原理,提出了相位匹配处理微动目标ISAR成像技术,阐述了新算法的物理意义,使用仿真数据演示了相位匹配处理微动目标ISAR成像技术的性能,证明了新技术微动目标ISAR成像能力.