聚束模式SAR连续缺失数据的高分辨成像方法

目前基于缺失数据的幅度相位估计算法(GAPES)的SAR成像算法都没有考虑距离徙动和相位误差问题而导致图像质量下降。该文提出一种基于GAPES的聚束模式SAR方位向连续缺失数据的高分辨成像方法。在处理过程中,通过对连续缺失数据2维插值实现距离徙动校正,然后利用稀疏数据投影近似子空间跟踪算法实现相位误差补偿,保证了图像的分辨率。仿真和实测数据的处理结果证明了该方法的有效性。     

基于子孔径Keystone变换的曲线轨迹大斜视SAR回波模拟

大机动条件下的曲线轨迹大斜视SAR系统传递函数具有复杂的多维空变性,现有的高效频域回波模拟算法均难以实现扩展场景的高精度回波模拟。为此,该文提出一种基于子孔径Keystone变换的机动SAR回波模拟方法。该方法根据距离徙动校正后的距离压缩函数对场景的距离压缩回波进行快速模拟,然后通过高精度的距离向逆处理实现扩展场景的回波模拟。为减少残余距离徙动对回波模拟精度的影响,距离向处理过程中采用子孔径Keystone变换的方法实现空变距离徙动的精确校正。理论分析和仿真结果表明,所提方法能够快速高精度地模拟扩展场景的机动平台大斜视SAR原始回波数据。     

扫描SAR全孔径成像处理方法

该文提出了一种新的扫描SAR全孔径成像处理方法。首先根据谱分析(SPECAN)方法进行方位预滤波得到无模糊的二维频谱,在此基础上利用传统的非线性CS方法完成距离压缩及距离徙动校正,然后结合Dechirp思想将信号聚焦在频率域,最后通过Chirp-Z变换实现几何形变校正。该算法不需要插值操作和坐标转换,因此运算量小,效率高。仿真和实测数据处理结果验证了算法的有效性。     

基于二维Chirp-Z变换的星载TOPSAR成像算法

TOPSAR是一种新型的星载SAR宽幅测绘模式。该模式成像算法需要解决三大问题:多普勒频谱混叠、较大的距离徙动和方位输出时间混叠。针对这些问题,该文提出了一种基于2维Chirp-Z变换的成像算法,给出了该算法的完整推导过程和各传递函数的表达式。其中,方位去斜预滤波处理能够在较少的方位总采样点数下解决多普勒频谱混叠;距离向和方位向Chirp-Z变换能够分别完成距离徙动校正和方位信号聚焦。由于该算法只需要在方位向上增加较少的采样点数,且不涉及任何插值操作,故其具有较高的运算效率。仿真数据处理结果验证了提出成像算法的有效性。     

一种串行双基SAR的SIFT成像算法(英文)

针对串行双基地合成孔径雷达(SAR)中的距离徙动的空变问题,该文提出了一种变标逆傅里叶变换成像算法,通过两次相位相乘和一次卷积操作实现距离徙动的精确校正。该算法基于一种由几何关系公式方法推导出的严格解析双基点目标频谱,可以完成长基线距离比条件下的串行双基 SAR 的数据处理。仿真实验和对比实验验证了该算法的有效性和优越性。此外,不同于其他的变标算法,该变标逆傅里叶变换(SIFT)成像算法不依赖于信号的线性调频特性,同样适用于相位编码信号,有更广的适用范围。     

大距离徙动情况下距离多普勒(RD)算法与后向投影(BP)算法的比较

距离多普勒(Range-Doppler，RD)算法是传统窄带／窄波束SAR的经典成像算法，它借助菲涅耳近似，只保留了斜距R(t)的线性部分和二次项。但是当距离徙动严重时，方位向二次以上的高次相位项不能忽略，这会大大降低聚焦精度。后向投影(Back-Projection，BP)算法是一种基于时域处理的成像算法，通过计算双程延时将对应信号进行相干累加，获得高分辨率SAR图像。BP算法由于用时延代替了相位的概念，故与频率无关，不存在距离徙动校正的问题。本文介绍了RD算法和BP算法的原理及算法实现，并且利用距离向插值改进了BP算法。最后，结合计算机仿真结果详细比较了这两种算法的若干性能指标，证明了BP算法比RD算法更适用于大距离徙动情况下的SAR成像。     

基于等效平行轨迹距离模型的双基CS成像算法

本文基于双基SAR等效平行轨迹距离模型及由该模型得到的二维波数域表达式,通过对此表达式的分析变换,将二维波数域表达式的相位表示为发收距离和与波数函数相乘的形式,基于此,结合单基SAR的CS成像算法思想,推导提出了基于平行轨迹距离模型的双基CS成像算法.本算法在距离多普勒域进行变标操作,将各距离单元的包络徙动校正得和参考距离单元一致,然后在二维波数域通过简单的相位相乘完成徙动校正,很好地解决了双基SAR的包络徙动及其空变问题,且避免了插值运算,与波数域算法相比,效率更高.最后采用该算法对仿真的点目标双基回波进行成像处理,结果与等效单基CS算法相比较,证明了本文算法的有效性和优越性.     

改进的Wavenumber Domain算法在实时处理中的应用和研究

WavenumberDomain算法是一种最优SAR信号处理算法,它广泛被应用于大孔径、高斜视情况下。但它需要在二维频域精确插值,并且不能和运动补偿技术相结合,因此不适合在实时处理中应用。该文提出两种改进方法:一种通过忽略残余距离徙动而提高处理效率,它适合于低精度处理;另一种方法使用FractionalFourier变换精确校正残余距离徙动,它适合高精度处理。这两种方法都不需要插值运算,并且都可以被应用于实时处理中。该文对两种方法的相位误差进行了详细分析。最后给出了理想点目标仿真和真实X波段原始数据处理结果。仿真和实际数据处理结果表明该文所提出的两种方法都可以满足实际工程中处理精度的要求。     

基于Keystone变换和扰动重采样的机动平台大斜视SAR成像方法

加速度和下降速度的存在使机动平台大斜视SAR的成像参数存在明显的2维空变性,严重影响场景的聚焦深度。针对这个问题,该文提出了一种基于Keystone变换和扰动重采样的机动SAR成像方法。首先,通过距离走动校正和去加速处理实现距离方位解耦以及方位频谱去混叠,然后采用方位时域的Keystone变换校正空变的距离徙动;在方位压缩过程中,通过引入时域的高阶扰动因子去除多普勒参数的2阶及3阶方位空变性,然后通过方位频域的重采样处理去除多普勒参数的方位1阶空变性。所提方法能够有效校正距离徙动轨迹和方位聚焦参数的2维空变性,实现机动平台大斜SAR的大场景成像,仿真分析验证了所提方法的有效性。     

一种基于极坐标格式算法的高分辨SAR成像自聚焦算法

针对机载聚束合成孔径雷达(SAR)惯导精度无法满足高分辨SAR成像的问题,该文提出了一种结合极坐标格式算法(PFA)的自聚焦算法,即由粗到精的混合多阶段参数化最小熵(Hybrid Multistage Parameterized Minimum Entropy, HMPME)距离单元徙动校正方法和基于图像对比度增强(Contrast Enhancement, CE)的变步长迭代相位误差校正方法。该自聚焦算法可以直接嵌入到PFA处理中,精确地补偿了惯导测量精度不足引起的越距离单元徙动(Range Cell Migration, RCM)和相位误差,且对于低对比度、低信噪比场景数据有良好的聚焦性能。最后,利用仿真实验和实测机载聚束SAR数据验证了所提算法的有效性。     

基于GPS信号的双基SAR数值距离徙动成像算法

非对称星-机双基SAR成像算法研究是双基SAR研究的难点问题之一。该文针对以GPS卫星为照射源的连续波星-机双基SAR,提出一种基于数值计算的快速双基距离徙动成像算法(RMA)。此方法利用瞬时多普勒频率法得到系统回波信号精确的2维频域解析式,并用数值方法得到RMA算法所用的匹配函数和插值函数。此算法既有RMA算法速度快,精度高的特点,又有后向投影(BP)算法适用范围广的特点。     

基于回波序列最小二乘拟合的高分辨率SAR运动目标速度估计

运动目标速度估计是机载单天线高分辨率合成孔径雷达(SAR)实现运动目标成像和定位的关键环节。针对现有方法运算量大、易受距离徙动干扰等缺点,该文提出一种基于回波序列最小二乘拟合的速度估计方法。利用该方法,首先通过包络相关提取相邻回波序列的距离变化量,然后对其做最小二乘线性拟合,目标的距离向速度和方位向速度可由拟合系数计算得到。与传统方法相比,该方法不仅计算量小,而且无须先做距离徙动校正(RCMC)。该文给出了新方法的数学模型和参数选取原则,分析了该方法的估计精度、计算量和适用条件,并通过仿真和实际数据处理验证了该方法的有效性。     

二阶运动补偿对低频超宽带SAR视线误差补偿的影响

视线误差补偿是低频超宽带合成孔径雷达(UWB SAR)成像处理的关键,该文主要研究基于测量数据的距离空变视线误差补偿,即二阶补偿。标准的二阶补偿在推导的过程中,对回波进行了一定的近似,认为距离空变视线误差对回波距离迁徙校正(RCMC)没有影响,而这个近似条件,在低频超宽带SAR中是不满足的。针对这个问题,该文对二阶补偿在低频超宽带SAR中的应用进行了分析,研究了3种二阶补偿方法,即:二阶补偿位于RCMC之后完成;二阶补偿位于RCMC之前完成;沿距离向划分子带进行二阶补偿。文中对3种二阶补偿方法进行了对比分析,并对每种补偿方法中存在的误差进行了分析。最后采用仿真以及实测低频超宽带SAR数据验证了文中分析的正确性。     

基于尺度变换原理的SAR波数域成像算法

距离徙动算法(RMA)作为一种合成孔径雷达(SAR)频域成像算法,理论上能够达到最优性能。然而,该算法采用逐像素点卷积运算实现Stolt映射,其计算效率无法满足SAR大数据量处理需求。据此,该文提出基于尺度变换原理(PCS)的RMA成像算法。首先,将SAR回波数据沿距离向进行划分,利用子带参考距离处2阶距离方位耦合项与高阶项对子带信号进行补偿;然后,转化非线性Stolt映射为线性形式;最后,利用PCS原理实现Stolt插值,以实现高效率的数据重采样。所提PCS-RMA算法仅利用快速傅里叶变换和复矢量相乘操作即可实现改进型Stolt映射,兼具良好的聚焦性能与较高的计算效率。基于多组仿真数据与X波段1.2 GHz带宽的机载SAR实测数据处理结果,验证了所提算法的有效性,同时该算法可进一步应用于弹载/星载/无人机载SAR数据的快速成像处理。      

CS算法结合COAA算法提高机载合成孔径雷达成像质量

该文将对比度最优自聚焦算法(COAA)与基本Chirp Scaling算法(CSA)相结合,对CS算法方位处理过程做适当变化,把COAA算法融入其中,一方面进行精确的无插值距离徙动校正,一方面进行准确的二次相位误差估计和校正,从而提高机载合成孔径雷达的成像质量。通过对COAA算法采用变步长迭代提高二次相位误差估计的精度和速度,增强算法的实用性。文中给出两种算法相结合进行雷达数据成像处理的流程图,并用条带正侧视SAR模式实际雷达数据验证研究结果的有效性。     

基于参数估计的高分辨率SAR运动目标距离徙动校正方法

距离徙动校正(RCMC)是机载单天线高分辨率合成孔径雷达(SAR)实现运动目标聚焦成像的关键环节。针对现有方法运算量大、精度低的缺点,该文提出一种结合参数估计分4步完成的RCMC方法。该方法首先通过结合能量均衡法的Hough变换估计距离向速度并校正距离走动,然后以初始方位向调频率校正距离弯曲,再采用Map-drift估计精确的方位向调频率,最后校正残余距离弯曲。与传统方法相比,该方法计算量较小,性能稳定,并能够校正高分辨率下不可忽略的残余距离弯曲。该文给出新方法的数学模型,并通过仿真和实际数据处理验证了该方法的有效性。      

一种用于条带式RD算法的组合实时PGA方法

随着合成孔径雷达(SAR)分辨率的提高,方位向相位误差的影响逐渐增大,传统的相位梯度自聚焦(PGA)方法虽然可以估计出高次误差,但是通常都需要迭代,给实时成像造成了很大困难。该文结合条带式RD算法和PGA自聚焦算法的特点,提出了一种组合的实时PGA方法。这种方法将频移相关距离门算法(SACGS)算法与PGA算法结合,不仅大大降低了计算量,可以不用迭代而达到良好的效果,而且降低了对运动初始参数的精度要求。仿真和实际数据均验证了这种方法的有效性。     

发射机固定的斜视双基地SAR的NLCS算法

针对发射机固定的斜视双基地SAR新成像雷达体制，建立了雷达信号的回波模型，推导了此模型下的非线性Chirp Scaling算法（NLCSA）。仿真证明，该算法可对双基地SAR在较大的斜视角下，不进行插值操作而实现精确的距离徙动枝正，得到聚焦良好的SAR图像，其处理速度快，非常适合斜视双基地SAR的高速并行信号处理。