一种新的机载SAR图像几何校正和定位算法

机载合成孔径雷达常采用时域子孔径成像,所得到的图像是地面散射单元到成像平面的一种空变映射.通过联立求解等距离方程和等多普勒方程得到了这种映射的解析表达式,提出了一种新的图像无参考点几何校正和像素点定位的距离一多普勒算法,并用点阵仿真和外场试验验证了算法的有效性.     

机载SAR图像快速经纬度计算及精度分析

从机载合成孔径雷达(SAR)距离一多普勒原理出发研究目标定位问题,文中采用多项式拟和平台位置,修正了零多普勒条件方程,建立了适合机载SAR的构像模型和坐标系变换关系,提出了一种实时无参考点定位情况下的雷达图像经纬度计算方法,并对影响定位精度的参数包括平台测量误差、多普勒中心估计误差和载机高度误差进行定量分析,实验结果表明该方法能有效地校正SAR图像存在的几何变形,定位误差精度与理论分析基本一致.     

基于GPS多普勒频移的SAR运动补偿研究

受平台载荷限制,无人机载SAR无法装载大型高精度定位设备,从而导致运动补偿精度较低,成像质量较差.结合SAR单帧图像积累时间较短的特点,基于GPS多普勒频移实现了高精度相对定位和运动补偿,获取了无人机载SAR高分辨图像.对基于GPS多普勒频移相对定位算法进行了推导,对算法性能进行试验验证与分析.试验结果表明,在较短持续时间内,算法的定位精度优于传统的基于伪距解算的定位算法.在此基础上,把算法应用于SAR运动补偿,获得了高分辨SAR图像,取得了较好的补偿效果.     

一种基于和差波束的机载 SAR 定位方法

机载 SAR 绝对定位技术可以直接对地面目标进行定位,无需地面参考点,对于军事及民事应用具有重要的实用价值.该文提出一种新的机载 SAR 对地定位方法,主要研究在无地面参考点的情况下,利用和差波束 SAR图像直接对地面目标定位,获取地面目标3维坐标信息.论文分析了载机速度、高度及测角误差对定位精度的影响,并与传统基于距离多普勒模型的定位方法进行了比较,最后通过仿真实验验证了该定位方法的有效性.     

基于波束形成的分布式卫星SAR成像

针对分布式卫星SAR系统的正侧视工作模式，建立了雷达信号的回波模型，提出了利用修改的距离－多普勒（RD）算法进行单个星载SAR成像的算法及波束形成合成分布工卫星SAR图像的算法。理论分析和仿真结果表明：利用该算法能提高图像的信噪比，使图像质量得到提高。     

一种提高海洋SAR定位精度的方法

在无参考点海洋SAR定位方法中,多普勒中心频率估计对定位精度有着重要的影响。该文从理论和仿真两个角度研究了信噪比对多普勒中心频率估计的影响,给出了多普勒中心频率和信噪比的理论及仿真关系曲线。在此基础上针对海洋回波信号较弱的特点,在海洋SAR系统设计中增加一个多普勒测量模式。和普通成像模式相比,该模式通过降低带宽的方式来提高回波的信噪比,从而提高了定位精度。     

合成孔径雷达成像处理的并行实现方法

本文提出了一种实现合成孔径雷达（SAR）成像处理的并行距离／多普勒算法，该算法能有效地提高SAR的成像处理速度，是实现SAR实时成像处理的有效途径，该算法尤其适合于超级并行机（MPP）及工作站和微机构成的群机系统进行并行计算。实验结果表明该并行算法能有效地减少SAR成像处理的运算时间。最后给出了原始数据的成像结果。     

二维匹配滤波实现多角度SAR成像

 多角度SAR图像能够更全面描述目标不同角度下的特征信息,对目标识别具有重要意义.实现多角度SAR成像需要解决两个问题,一是在多角度测量模式下,传统成像算法的远场条件不能满足,成像散焦严重;二是空间采样不连续使得基于傅里叶变换的成像算法产生很高的旁瓣.本文利用二维匹配滤波函数的聚焦功能实现多角度SAR成像.通过调整成像参考点位置构造二维匹配函数,然后将测量数据用匹配函数进行滤波.与传统SAR成像算法相比,本文提出的多角度SAR成像算法突破了空间采样必须均匀和连续的束缚,更具有普适性.实验结果表明本文算法不仅能够实现多角度SAR成像,提高成像分辨率,而且多角度SAR图像能够描述目标散射特征的空间变化.     

弹载俯冲大前斜SAR成像几何校正参数误差影响分析

弹载合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）成像需依托弹道参数完成斜距图像向地距图像的几何校正,在俯冲大前斜SAR成像模式下的几何校正性能对弹道参数的精度非常敏感。针对弹载俯冲大前斜视SAR成像模式下成像斜距图为距离多普勒类型图像的几何校正算法,从理论上分析了多维弹道参数误差带来的几何校正畸变量,通过仿真验证了算法及畸变量分析的有效性。该研究对雷达导引头的系统设计、目标识别技术需求等提供了理论依据,具有重要的工程应用价值。     

一种基于低成本INS的SAR运动补偿算法

围绕机载合成孔径雷达（SAR）的运动补偿问题,对机载SAR运动的相位误差作了分析。一方面详细分析了一种基于惯导数据的视线方向位移误差的补偿方法,采用了低精度低成本的INS,对这部分的原理及实现进行了深入的建模分析和推导,并给出仿真结果;另一方面采用了一种新的基于图像对比度的自聚焦算法,在自聚焦过程中为了提高寻优速度,通过不断取速度中值的方法使图像块对比度快速达到最大值,此时估计得到的多普勒参数使图像的整体聚焦效果最佳。最后结合距离多普勒（RD）成像算法,经过试验证实了改进的图像对比度算法是一种简单、高效的运动补偿算法。     

合成孔径雷达轨迹误差的自适应校正算法

讨论了有关合成孔径雷达（SAR）地面图像轨迹失真的自适应校正问题。文中提出的方法属于自适应自聚焦方法中的一种,这种方法采用反射探测信号来纠正轨迹误差信息。将多普勒频谱位移及其高阶导数在斜距范围取平均得到的估值作为信息参数。这样就为建立这种自适应算法提供了可能,即它不仅能够自动校正飞行速度误差,而且还能够校正加速度和突跳误差。给出了 SAR信号处理的结果,讨论了不同条件下信号处理的特性以及所提方法的实现结果。     

一种基于参数更新的机载SAR图像目标定位方法

目标定位精度是机载合成孔径雷达(SAR)系统的一项重要技术指标,因此机载SAR图像目标定位具有重要的应用价值。在基于距离-多普勒模型的SAR图像目标定位方法中,载机运动参数的精度会直接影响定位的精度,在机载平台导航精度受限的情况下,定位精度会受到很大影响。因此,该文提出一种基于距离-多普勒模型参数更新的机载SAR图像目标定位方法,利用机载SAR图像与基准图像匹配得到的匹配点来对载机运动参数进行更新,提高参数的精度,进而提高定位的精度。实验证明了该方法的有效性。     

基于回波数据的高分辨力机载SAR运动补偿

该文详细地分析了基于距离压缩数据的运动补偿和基于复图像的运动补偿的机理,提出了基于 回波数据的高分辨力机载SAR运动补偿算法。该算法采用子孔径技术,利用修改的最大对比度法提取子孔径的多普勒调频斜率,作距离压缩数据的时域运动补偿,然后用PGA作复图像的频域运动补偿。实录数据的成像实验表明,该算法能有效地克服单一运动补偿算法的场景依赖性,获得比较满意的成像质量。     

机载SAR目标快速定位方法和定位精度分析

从机载合成孔径雷达数据采集几何关系和成像原理的角度研究目标定位问题 ,提出了一种分别从距离和方位两个方向对目标进行快速定位的方法 ,给出了从雷达图像上目标点像素坐标计算其经纬度的详细过程 ,同时对影响定位精度的参数包括平台测量误差、多普勒中心估计误差、系统时间延迟测量误差和目标高度误差做了定量分析 ,通过实验对该方法进行了验证 ,实验结果与理论分析完全一致     

MTPT 方法估计机载SAR 残余运动的两个影响因素

由于导航系统测量精度的限制,载机的位置经常存在厘米级的误差,该误差称为残余运动误差。对于机载超高分辨SAR 系统或机载重轨干涉SAR,必须估计并补偿该残余运动误差。MTPT 方法可以估计单幅SAR 图像中的残余运动误差,但是速度和斜距的误差会影响该方法的精度。该文在详细分析速度和斜距误差对MTPT 方法进行残余运动估计的影响的基础上,利用仿真和实测SAR 数据验证了这一点。同时还指出,MTPT 方法虽然可以估计速度和斜距误差,但是它们的精度敏感于相位测量误差;在利用MTPT 方法进行估计之前必须先利用其它更为准确的方法消除平台的速度误差和目标的斜距误差。      

基于扩展小波变换的机载SAR运动目标参数估计

该文在分析机载合成孔径雷达(SAR)运动目标回波信号频谱特点的基础上,基于扩展WVD(EWVD)变换理论提出了扩展小波变换(EWT)算法的基本思想,并针对分别利用扩展WVD变换和扩展小波变换方法进行机载SAR运动目标多普勒参数估计时的特点进行比较分析,指出基于扩展小波变换方法进行机载SAR运动目标回波信号参数估计的可行性及优越性,微机仿真实验结果验证了其结论的正确性。     

一种基于SPECAN卷积的聚束式SAR宽场景高分辨成像算法

针对聚束式SAR成像,提出了一种基于谱分析（SPECAN）卷积的宽场景高分辨成像算法。该算法主要利用SPECAN卷积对回波方位实现了多普勒去模糊,推导二次相位补偿项,可实现信号支撑区相干性恢复。利用SPECAN卷积和相位补偿实现了信号二维频谱解模糊,同时保持了相位规律,所以可利用高精度的距离徙动算法（RMA）实现高分辨聚焦。区别于传统的聚束式SAR成像算法,基于SPECAN卷积的算法不引入近似,可应用于大场景高分辨聚柬成像。仿真试验验证了该方法的有效性和优越性。     

机载串行双站斜视合成孔径雷达ELBF-CS成像算法

在机载串行双站斜视合成孔径雷达模型基础上,用收发载机多普勒贡献比为加权系数推导了点目标回波的扩展Loffeld频谱公式（ELBF）。以场景中心点目标双站扭曲项近似场景中各点目标双站扭曲项,再对频谱公式中剩余相位项做Taylor展开推导距离变标因子,构建了基于ELBF的串行机载双站斜视SAR的chirp scaling (CS)成像算法。算法在二维频域内补偿双站扭曲项,利用CS方法校正点目标距离徙动得到成像结果。考虑到双站回波距离空变性的影响,分析了宽场景成像数据距离向分块的准则。算法基于更高精度的点目标二维频谱公式,用CS方法提高成像效率,成像处理过程更简捷高效,最后通过仿真验证了算法在处理串行机载双站斜视SAR数据的有效性。      

Airborne SAR processing of highly squinted data using a chirpscaling approach with integrated motion compensation

Proposes a new approach for high-resolution airborne SAR data processing, which uses a modified chirp scaling algorithm to accommodate the correction of motion errors, as well as the variations of the Doppler centroid in range and azimuth. By introducing a cubic phase term in the chirp scaling phase, data acquired with a squint angle up to 30° can be processed with no degradation of the impulse response function. The proposed approach is computationally very efficient, since it accommodates the variations of Doppler centroid without using block processing. Furthermore, a motion error extraction algorithm can be incorporated into the proposed approach by means of subaperture processing in azimuth. The new approach, denoted as extended chirp scaling, is considered to be a generalized algorithm suitable for the high-resolution processing of most airborne SAR systems     

基于IGRFT的机载双基地雷达高速目标信号相参积累方法

机载雷达观测高速机动目标,能够有效克服地物遮挡、地球曲率等不利因素干扰,具有探测范围广、灵敏度高、机动性强等诸多优势。但在实际飞行过程中,由于受到气流等外界因素的影响,机载雷达不可避免会受到运动误差的影响;同时,由于目标的高速机动性,观测时间内会发生跨距离走动与跨多普勒走动,导致传统的相参积累方法失效。为此,本文提出了一种基于改进广义拉东傅里叶变换（Improved Generalized Radon Fourier Transform,IGRFT）的机载双基地雷达运动误差补偿与信号相参积累处理方法,通过对等效运动参数和运动误差参数的联合搜索,可以同时补偿目标的距离/多普勒走动以及机载平台的运动误差,进而实现回波信号的能量相参叠加,提升回波信噪比。仿真结果表明,该方法能够显著提高存在运动误差下的目标积累检测性能。