降雨粒子电磁特性分析及雨区目标成像

从理论仿真的角度,描述了传输矩阵方法的基本原理,并以Ku、Ka波段为例,对降雨粒子模型的双波段散射衰减特性进行了仿真比较。从宏观角度对不同雨强、不同频率下的雨衰进行了定量分析。提出了一种针对雨区三维复杂目标进行成像仿真的技术,仿真结果表明:在Ku波段下,当雨强超过10mm/h(中雨)时,雨衰对SAR图像的影响就必须被考虑;当雨强达到50mm/h(大雨)时,SAR图像将出现十分严重的图像质量恶化。在Ka波段下,即便小雨的影响都可在SAR图像中显现;而中等以上降雨将导致SAR图像几乎或完全湮没。     

一种极化-多普勒气象雷达的射频干扰滤波方法

为了滤除极化-多普勒气象雷达中的射频干扰,该文提出利用谱极化滤波器,适用于同时发射同时接收(STSR)和分时发射同时接收(ATSR)体制的极化气象雷达。首先利用C波段STSR气象雷达的实测数据研究射频干扰的时域、频域和极化域特性,建立射频干扰信号模型。然后,在X波段ATSR雷达的数据中仿真加入射频干扰,验证谱极化滤波器的有效性。总体看来,在ATSR雷达中利用谱极化滤波器可以有效保留降雨目标并且滤除射频干扰。最后,针对STSR雷达提出利用数据分集的方法,STSR雷达的实测数据可以模拟ATSR雷达数据,再利用谱极化滤波器实现射频干扰滤除,同样可以取得较好的滤波效果。      

海面流场的三种雷达体制成像仿真

监测海面流场是微波遥感重要应用之一,它对民用和军用领域都有非常重要的意义。微波传感器主要包括早期的真实孔径雷达、高分辨率合成孔径雷达和新兴的双站合成孔径雷达。文中提出一种对海面弱流场和波浪进行真实孔径雷达/合成孔径雷达/双站合成孔径雷达成像的仿真方法。该方法根据给定的海面流场数据、海况条件和雷达参数,考虑倾斜、流体动力和速度聚束调制作用,并利用海面微波散射模型和雷达回波信号模型生成雷达仿真图像,得到的雷达图像可为后续的海洋目标检测等算法提供仿真数据源。     

降雨对机载雷达作用距离影响分析

在传统降雨衰减及气象雷达方程基础上,针对降雨区域内的目标探测问题,分析降雨率、电波频率与雨体反射率之间的关系,提出了降雨衰减、雨体杂波和降雨天线噪声等综合因素下的机载雷达探测距离模型;仿真分析了预警雷达和火控雷达受降雨影响时,不同雷达反射截面积条件下低空目标的探测性能,结果表明,对于工作频率较高的雷达,雨衰减会极大地缩...     

利用雷达图像模拟研究S波段地表散射特性

给出利用宽间Ｓ波段合成孔径雷达图像对一些干燥地区进行实验研究的初步结果。该研究的目的是获得有关地面地形和地质特性的定量资料。为了评估合成孔么雷达图像的用途，选择了一个地形和地质数据已知的试验场地。这些数据被用来验证合成孔径雷达成像的几何模型和辐射模型。合成的Ｓ波段合成孔径雷达图像几乎与真实图像相同。对雷达成像过程的正确理解使我们能够建立利用Ｓ波段空间雷达数据恢复准确地形参数的有效方法。     

基于支持向量机的粗糙海面风速及海表盐度反演研究

将支持向量机(Support Vector Machine, SVM)回归技术应用到海况参数(如海表盐度、海面风速等)反演研究.利用双尺度模型(Two-Scale Model, TSM)作为前向电磁算法, 数值模拟不同雷达参数下风驱粗糙海面微波后向散射系数, 经过敏感性分析, 选取L波段(1.4 GHz)、C波段(6.8 GHz)及其合适的入射角作为雷达参数, 并设计多种反演方案, 分别以单频率双极化双角度、双频率双极化双角度及双极化后向散射系数的比值作为SVM的训练样本数据信息, 经过适当的训练, 利用SVM回归技术对海洋表面风速和盐度进行了反演研究.研究结果表明, 针对于海面风速的反演, C波段的反演精度最高, 针对于海表盐度的反演, L波段同极化散射系数比值作为SVM输入的反演精度较高.最后, 检验了SVM反演方法的抗噪声性能, 表明文中提出的SVM方法能较好地应用于实际海况参数反演问题.     

双波段全极化SAR图像非监督分类方法及实验研究

该文首先采用H/α分类对像素进行了初始猜测,然后进一步采用Bayes最大似然估计(ML)分类法对像素进行重新归类,不同波段电磁波对地物散射具有不同的属性,因而我们采用双波段全极化SAR数据结合的分类方法,得到了更好的分类结果。SAR图像的相干斑会影响图像的分类准确度和精度,在进行分类处理前,对双波段全极化SAR图像相干斑进行矢量滤波处理。该文使用NASA/JPL实验室在天山地区的实测数据对这些分类算法进行了实验研究,给出了单波段以及双波段全极化SAR分类结果的伪彩色图,其中双波段全极化SAR滤波后数据具有相对最优的分类结果。     

无人机载PolInSAR城区散射机制初步分析

极化干涉合成孔径雷达（PolInSAR）在城市遥感领域中扮演着重要角色。它能够提高图像的相干性并提高反演结果的精度,所以对于其散射机制的解释往往受到许多研究人员的关注。相关的研究多从极化分解的角度考虑,却少有人从散射中心高度方面进行分析。本文使用Ku波段无人机载极化干涉SAR系统,实现了使用无人机SAR系统对地面进行成像,比较了极化干涉最优分解与Pauli分解作用在不同人造目标时散射中心的关系。我们初步分析了极化干涉SAR的物理意义,并使用C波段的机载极化干涉SAR系统对结论进行验证。     

基于支持向量机的极化SAR图像分类

极化合成孔径雷达可以同时得到地面场景在不同极化组合下的雷达图像,极大地丰富了获取的地物目标信息量。针对极化SAR图像特征提取和目标分类的困难,由4种基本极化组成样本向量,运用基于统计学习理论的支持向量机以及不同的核函数设计分类器,提出了一种新的极化SAR图像分类算法,并对实测极化SAR数据进行分类实验。结果表明,将支持向量机分类器应用于极化SAR图像分类中是可行和有效的,并且通过选择适当的惩罚系数,可以进一步提高分类效果。     

极化合成孔径雷达的模拟研究

该文介绍了作者在极化合成孔径雷达模拟研究方面的初步成果。建立了点阵目标的极化合成孔径雷达回波的数学模型;对模拟的回波数据进行了成像处理,得到了四种不同极化组合的复数图像;从复数图像中计算出了每个点目标的散射矩阵;利用极化合成技术生成了圆极化状态下的四幅图像;最后对仿真结果进行了分析。分析结果表明文中的方法是有效的。     

SAR target recognition using behaviour library of different shapes in different incidence angles and polarisations

Target recognition is one of the most important issues in the interpretation of the synthetic aperture radar (SAR) images. Modelling, analysis, and recognition of the effects of influential parameters in the SAR can provide a better understanding of the SAR imaging systems, and therefore facilitates the interpretation of the produced images. Influential parameters in SAR images can be divided into five general categories of radar, radar platform, channel, imaging region, and processing section, each of which has different physical, structural, hardware, and software sub-parameters with clear roles in the finally formed images. In this paper, for the first time, a behaviour library that includes the effects of polarisation, incidence angle, and shape of targets, as radar and imaging region sub-parameters, in the SAR images are extracted. This library shows that the created pattern for each of cylindrical, conical, and cubic shapes is unique, and due to their unique properties these types of shapes can be recognised in the SAR images. This capability is applied to data acquired with the Canadian RADARSAT1 satellite.     

星载SAR自然地面场景仿真方法研究

本文对星载SAR图象仿真方法进行了深入地研究,基于分形理论、小面单元模型和陆地杂波散射特性模型提出了一种仿真自然地面场景星载SAR图象的实现方法.根据实地勘测的DEM数据进行计算机仿真,实验结果表明:利用本文方法仿真的星载SAR图象逼真地反映了自然地面场景的随机起伏特性和雷达图象特有的几何畸变现象,能够对星载SAR系统方案设计进行验证,对实现SAR卫星总体方案的优化设计具有重要意义.     

一种舰船目标SAR图像的仿真方案

对舰船目标的合成孔径雷达（SAR）图像（复值）进行再处理,可以对舰船目标进行更精细的成像及轨道计算。开发这些算法需要大量的测试图像。但是由于实验条件的限制,这些图像的数目非常有限,因而研究舰船目标的SAR图像仿真就显得十分必要。提出了对舰船目标的SAR图像进行仿真的一种方案。首先通过仿真舰船目标的SAR成像过程以得到舰船目标的SAR图像,接着根据海杂波SAR图像的统计特性对海杂波的SAR图像进行仿真,最后将两者叠加以获得海面舰船目标的SAR图像。仿真结果显示了该方案的有效性。     

An ERS-1 synthetic aperture radar image of a tropical squall linecompared with weather radar data

A radar image acquired by the C-band synthetic aperture radar (SAR) aboard the European Remote Sensing satellite ERS-2 over the coastal waters south of Singapore showing radar signatures of a strong tropical squall line (“Sumatra Squall”) is compared with coincident and collocated weather radar data. Squall line features such as the gust front, areas of updraft convergence, and rain areas are identified. Possible attenuation effects from the rain drops in the atmosphere under very heavy rain (rain rate >100 mm/h) is suggested. In addition, the possibility of extracting the associated geophysical parameters, i.e., rain rate and wind speed from SAR imagery is investigated. The rain rate is estimated from the attenuation signature in the SAR image. Comparison between the estimated rain rate and weather radar rain rate shows consistency. Wind speed associated with the squall line is estimated based on the CMOD4 wind scatterometer model. The estimated wind speed pattern appears to be in agreement with the observed squall line structure. Possible errors in the wind estimation due to effects of rain are suggested     

一种基于中心矩特征的SAR图像目标识别方法

合成孔径雷达自动目标识别是目前国内外模式识别领域的重点研究课题之一.本文给出了一种内存需求小,低计算复杂度且具有较好识别性能的SAR图像目标识别方法,先通过自适应阈值分割来获得目标图像,然后提取其中心矩特征,采用SVM来进行识别.基于美国MSTAR实测数据的识别试验验证了该方法的有效性.     

合成孔径雷达图象结构特征检测的改进算法

本义研究合成孔径雷达（ＳＡＲ）图象结构特征检测。首先讨论了 ＳＡＲ图象结构检测的原理,然后在分析Ｌｏｐｅｓ等人的算法的基础上,提出了一个改进的结构检测算法,给出改进算法的实现流程,并利用模拟和实测ＳＡＲ图象进行试验比较,充分验证了改进方法的优越性和实用性。     

基于边缘特征的SAR图像与光学图像的匹配

提出了一种新的基于边缘特征的合成孔径雷达(SAR)图像与光学图像相匹配的算法，可用于无人飞行器的导航。首先针对SAR图像低信噪比的特定情况，提出了一种简单实用的线状特征提取方法。而后在提取边缘的基础上，采用改进的具有强抗干扰能力和容错能力的Hausdorff距离作为相似性准则进行图像匹配。在搜索策略上．采用遗传算法来加快搜索的速度。实验结果表明，这种算法匹配精度高，计算速度快。     

基于ROEWA和Gabor滤波的SAR图像边缘提取

针对合成孔径雷达(SAR)图像特有的乘性噪声和非恒虚警统计特性很难正确提取目标边缘的问题,提出了在指数加权均值比(ROEWA)算子基础上寻找自适应的最佳局域Gabor滤波器进行目标边缘提取的方法。利用Gabor滤波器具有的多方向特性确定边缘方向,然后用最大似然估计纠正错误边缘方向,重新结合视觉细胞倍频程计算出Gabor函数的最佳局域滤波参数,提取出SAR图像的正确边缘。实验表明,该方法取得很好边缘提取效果,并且后期分割出的目标更符合实际目标形态,具有较强的通用性。     

基于统计理论的SAR图像斑点噪声滤波算法分析

合成孔径雷达图像固有的斑点噪声严重降低了图像的可解译程度,影响了后续目标检测、分类和识别等应用。文中通过对基于统计理论的SAR图像斑点噪声滤波方法进行比较分析,得出单个滤波器难以从去噪和边缘保持方面均达到最佳效果的结论。     

应用信息论研究合成孔径雷达成象系统

本文将合成孔径雷达（ＳＡＲ）成象系统视为一个多元接入信息系统，利用信息论分析系统信息的传递，系统平均互信息不仅可以用于度量从雷达图象上提取点目标的信息量，而且还可以用于定义雷达图象的辐射分辨率，在深入分析系统构成的条件下，求出从回波信号的独立取样到输出图象信号间的传递概率密度函数，进而求出系统平均互信息解析表达式，得到一系列结论，研究结果定量地解释和说明了许多已有的结论，并为进一步深入研究打下了基