双站聚束SAR极坐标格式成像算法

双站聚束SAR(Synthetic aperture radar)相对于双站条带SAR可以达到更高的方位分辨率,其成像算法受到越来越多的关注.本文介绍了双站聚束SAR成像几何关系,建立了回波信号模型,从Dechirp后的回波数据域出发,提出了一种适合双站聚束SAR的极坐标格式成像算法.该PFA算法采用斜视坐标旋转及沿视线方向的极坐标插值LOSPI,更好地利用空间域数据,适用于正侧视和斜视模式成像.最后分析了距离弯曲对成像区域的限制,以及残余视频相位误差对成像性能的影响,并将此算法与不进行Dechirp的PFA算法相比较.实验结果表明该方法降低了数据率和运算量,算法有效、可靠.     

机载SAR实时运动补偿和成像的FPGA实现

提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)实现机载合成孔径雷达(SAR)实时运动补偿和成像的设计方案。该方案采用重叠子孔径算法和相位梯度自聚焦算法实现空变运动误差的补偿和成像。整个设计集成在一片Xilinx公司的Virtex-IV芯片中。该设计适用于发射线性调频信号的聚束式和条带式SAR数据处理。文中给出了详细的设计步骤,并对资源应用情况和运算速度进行了分析。最终成像结果表明,该设计方案完成了实时运动补偿及成像的功能。     

匀速运动目标的聚束SAR成像特征分析

运动目标的合成孔径雷达(SAR)成像特征是SAR/GMTI系统中进行运动目标检测和成像的基础.以往研究都是在两维可分离条带SAR成像算法条件下讨论目标运动对成像的影响,而很少考虑高分辨聚束SAR成像算法处理后运动目标的成像特征.本文推导了两种典型高分辨聚束SAR成像算法(RMA和PFA)处理后的动目标误差谱表达式,并在此基础上从目标几何定位误差、残留距离徙动和散焦等方面给出了完整的聚束SAR运动目标响应特征分析.最后通过仿真数据处理验证了分析结果.     

机载SAR实时成像系统自聚焦方法研究

发展我国自主产权的机载SAR（合成孔径雷达）实时成像系统，对于军事国防、资源探测、灾害预报等领域均具有重要的意义，在SAR成像算法中，自聚焦的好坏是影响图像分辨率的关键因素，但是因为自聚焦算法的复杂性，国内目前尚未有效地解决它在实时环境中的实现问题，从而使得实时成像的质量比较差，提出了一种利用GPS（全球定位系统）数据改善机载SAR实时成像系统自聚焦性能的实现方法，并在自主研制的机载SAR实时成像系统上实现，使该系统的成像分辨率得到明显改善。     

一种适用于宽带条带式合成孔径声纳的相位梯度自聚焦算法

传统的相位梯度自聚焦(PGA,phase gradient autofocus)算法仅适用于窄带聚束式合成孔径成像。提出了一种适用于宽带条带式合成孔径声纳的相位梯度自聚焦(SPGA,stripmap phase gradient autofocus)算法。SPGA算法通过多普勒频移估计线性侧摆;SPGA算法消除了侧摆对回波信号包络的影响,使成像模糊仅仅是由方位向相位误差引起的,这样才可以由Dechirp后的距离压缩域数据的相位误差梯度得到侧摆的估计;SPGA算法利用估计得到的侧摆对距离徙动校正前的回波数据进行包络和相位补偿。仿真表明该算法有效地估计出了侧摆,提高了成像质量,且成像没有发生方位向偏移,明确地确定出了目标的位置。     

双基地合成孔径雷达相位梯度自聚焦算法

研究并提出了一种双基地合成孔径雷达(BSAR)相位梯度自聚焦(PGA)算法.首先分析了PGA算法的推导过程,对其推导前提和适用范围进行了研究,指出其应用于BSAR自聚焦的合理性.然后对BSAR两维分辨矢量及点扩展函数特性进行分析,得出误差导致图像散焦的方向.根据双基地SAR图像特点,提出了当PGA算法应用于BSAR时应根据成像几何对图像进行旋转,沿垂直距离分辨方向进行的方法.计算机仿真证明改进后的PGA算法是一种有效的双基地SAR自聚焦算法.     

基于最优对比度准则的SAR图像相位梯度自聚焦算法

相位梯度自聚焦（PGA）算法是SAR图像自聚焦领域的经典算法。在分析经典PGA算法性能的基础上，提出了基于最优对比度准则的SAR图像相位梯度自聚焦算法。该算法改进了PGA算法的加窗方法和迭代终止条件，提高了PGA算法的鲁棒性和实时应用性能。理论分析和实验结果证明了该算法的有效性。     

基于TS201系列DSP的PGA算法实现

相位梯度自聚焦(PGA)算法被广泛用于机载合成孔径雷达(SAR)成像中.由于其过程复杂,数据处理量大,为满足机载SAR实时处理的要求,选用具有强大处理能力的TS201 DSP.为了充分发挥TS201的性能,利用PGA原理和TS201处理器的特点,对算法流程进行优化,并且对最耗时的FFT采用了汇编语言实现,使得运算量和处...     

一种去除回波频谱调制的直升机SAR成像方法

直升机机载合成孔径雷达(Synthetic aperture radar,SAR)信号受到主旋翼遮挡和直升机振动的调制,给合成孔径成像造成很大影响。本文采用时频分析方法对调制产生的原因和特征进行分析和研究,提出利用去斜后的方位相位误差作补偿,再进行相位梯度自聚焦(Phase gradient autofocus,PGA)处理,实现调制雷达回波的高质量SAR成像。实测数据表明,本方法较好地解决了回波调制情况下的成像问题,对直升机平台SAR成像具有重要的参考价值。     

ETF算法在SAS成像处理中的应用研究

在传统ETF（Exact transfer function）成像算法的基础上，根据SAS（synthetic aperture sonar）应用中较为普遍的发射器和接收器收发分置的基本模型，该文详细推导得到了一种应用于SAS成像的改进的最优ETF算法，分析并推导得到了算法使用中应该满足的分块处理条件。由于该改进算法推导过程中聚焦函数的方位相位的计算不作近似截取而是做准确计算，使得该算法具有最优的相位精度。同时，分块处理条件的推导，为数据的并行运算提供了依据。该算法对数据分块进行并行处理，使得算法运算速度得到提高，有利于算法应用的快速实现。最后，该文使用点目标回波仿真数据对算法的效果进行了验证，成像结果证明了该改进算法的有效性。     

SAR自动聚焦处理器的设计与实现

合成孔径雷达(SAR)成像具有数据量巨大、算法比较复杂等特点。如何实时实现SAR成像的相关算法是嵌入式高性能计算领域一个值得研究的问题。针对SAR成像中多普勒调频率估计的经典算法PGA算法，阐述了算法的实时化改进。介绍了基于FPGA的SAR自动聚焦处理器的系统级设计及PGA算法到FPGA逻辑实现的映射过程。     

一种斜视滑动聚束SAR子孔径处理成像方法

子孔径法是解决滑动聚束SAR成像方位频谱混叠的有效方法,具有内存占用量低、灵活性高的特点。子孔径的划分不仅影响成像 质量,还会影响成像效率;但目前子孔径的划分大多采用经验值,理论上并没有给出明确分析。因此在斜视成像过程中,未合理划分的子孔径会导致拼接谱出现“空隙”现象。本文首先介绍了斜视滑动聚束SAR工作模型,分析了其方位多普勒历程,提出了斜视下基于方位频域Scaling的子孔径成像算法。根据相邻子孔径的二维频谱,研究了子孔径频谱拼接的准则,推导了确定子孔径长度与重叠率的解析式,给出了子孔径划分的流程,最后通过仿真 实验和实测数据处理验证了子孔径划分方法及斜视下成像算法的有效性。     

近程合成孔径雷达子孔径数据的成像处理

研究了近程SAR的子孔径数据成像问题。通过时SAR子孔径数据进行的聚束处理，在短时间完成对波束覆盖的目标区域成像并形成“快视”，从而降低成像时SAR载体运动补偿的要求。为解决近距离大前斜视角成像问题并避免复杂的插值计算，成像算法采用了基于波前重构理论的精确的Range Stacking算法。仿真和实际飞行试验数据的成像处理结果证明了本文方法的有效性。     

FPGA实时实现PGA算法的研究

合成孔径雷达(SAR)成像具有数据量巨大、算法比较复杂等特点.如何实时实现SAR成像的相关算法是嵌入式高性能计算领域一个值得研究的问题.FPGA以其高性能、可重构等优势,被越来越多地应用到嵌入式高性能计算领域中作为一种高效低成本的解决方案.针对SAR成像中多普勒调频率估计的经典算法--PGA算法,以FPGA作为实现平台,通过对算法的本质的挖掘,提出了适于FPGA实时实现的对于经典算法的改进算法.同时也阐述了将改进算法映射到FPGA实现的设计过程.实验结果表明,改进的算法较经典的PGA算法明显地减少了迭代次数,在SOC中通过硬件的运算精度能够满足系统的要求.     

COSMO-SkyMed high resolution fully polarimetric synthetic aperture radar exploitation - the ‘strip-spot’ approach

This focused study aimed to generate a fully polarimetric synthetic aperture radar (SAR) data set of 1 m resolution based on the spotlight and stripmap COSMO-SkyMed (CSK) satellite data fusion. The results show the feasibility of overcoming the limitation of the nominal 3 m resolution generated by a series of multi-temporal stripmap SAR data observed in all the polarisations. The CSK satellite system does not allow the observation of cross-polar data in the spotlight acquisition mode because only co-polar data are available. In this work, a fully polarimetric scattering matrix is estimated by using two spotlights in the horizontal horizontal (HH) and vertical vertical (VV) polarisations and two stripmaps in the horizontal vertical (HV) and vertical horizontal (VH) polarisations. The stripmaps were resampled and super-resolved by using the amplitude and phase estimation of sinusoids (APES) filter to achieve the spotlight resolution. The results show that the proposed strip-spot approach has immediate operative applications.     

基于去调频技术的斜视聚束SAR成像方法

针对具有方位谱混叠现象的斜视聚束式合成孔径雷达(SAR)成像问题,本文研究了一种基于去调频技术的成像方法.文中首先分析了斜视聚束SAR中的方位谱混叠现象,从理论上找出了斜视角影响方位粗聚焦的根本原因.基于分析结果,引入了回波信号非线性相位校正预处理法,彻底消除了斜视角的影响,从而得到正确的粗聚焦结果.然后基于斜视成像模型,推导了预处理回波信号的方位粗聚焦和精聚焦处理过程.在精聚焦的方位滤波处理中,针对非线性相位校正预处理导致的场景聚焦深度限制问题,提出了一种改进的非线性调频变标(NLCS)算法,实现了回波信号的高精度方位压缩.仿真实验结果证明了文中理论分析的正确性和所提方法的有效性.     

基于跨接约束的高分辨率SAR 影像与光学影像配准

为了实现高分辨率SAR 影像与光学影像之间自动/半自动配准, 提出了一种新颖、稳健的匹配算法。算法首先利用仿射变换进行SAR 影像和光学影像粗匹配, 简化了整体算法的处理复杂度;然后利用影像边缘稳健性, 使用边缘提取算子分别对SAR 影像和光学影像进行边缘提取, 为后续精匹配做好了数据准备; 最后使用基于边缘纹理跨接约束进行影像之间精匹配, 方法引入了邻域配准约束机制, 很好的解决了经典匹配多峰值效应, 提高了算法稳健性和实用性。以国内机载高分辨率SAR 数据和SPOT 25 PAN 数据为例进行算法验证, 实验结果表明该算法能实现自动/半自动的高分辨率SAR 和光学影像之间的像素级配准。