基于GPU的海面场景SAR回波仿真

通过计算机仿真海平面场景SAR回波间接得到SAR图像是当前SAR领域的研究热点。传统的基于CPU的仿真算法难以满足大场景,高实时性的海面回波生成需求,针对于此,提出了一种基于GPU的高性能海面场景SAR回波仿真方法。该方法采用基于时序的海面场景回波仿真模型,并且结合GPU通用计算平台,将算法的核心部分移植到GPU上进行并行计算。实验结果表明,该方法与传统算法相比在效率上有显著的提升,而且仿真得到的回波可以为后续的研究提供准确的仿真数据。     

InSAR地面场景仿真方法研究

本文利用随机分形理论、小平面单元模型以及地面杂乱回波模型针对自然地表场景提出了一种InSAR系统地面场景仿真方法.根据实地勘测的Alps山脉DEM数据进行仿真,理论分析和仿真结果表明该仿真算法能够更加有效地重构不同地表的DEM数据以及仿真得到不同系统参数下的干涉SAR数据,为干涉数据处理算法提供具有先验知识的数据源,并对InSAR系统设计方案的优化设计具有重要的意义.     

两种海面舰船SAR图像仿真方法对比

运用基于图像特征和基于回波信号这两种SAR图像仿真方法,对海面舰船进行SAR成像仿真。根据仿真参数和得到的仿真图像,对比两种方法的优缺点。将基于海浪谱的双尺度动态海面模型和其上舰船3D模型组合,构成海面舰船三维复合模型,并运用小面单元模型,通过射线追踪法(SBR)处理面元之间的遮挡阴影问题,结合物理光学法(PO)来计算面元的散射截面,然后分别基于图像特征和基于回波信号进行SAR图像仿真。得到的仿真图像能较直观地反映两种仿真方法的优缺点。     

SAR导引头中制导地面场景RCS计算

针对SAR导引头中段匹配制导中地面场景RCS的计算,综合了现有利用数字高程图(DEM)的SAR图像模拟方法,归纳了SAR导引头中制导地面场景RCS系统的计算步骤和实现方法.该方法首先得到数字高程图数据,再利用分形插值和小平面单元模型对数字高程图数据进行处理,然后结合RCS经验模型计算出地面场景的RCS.该方法步骤详尽、流程清晰,直接适合计算机仿真.针对文中归纳的RCS系统的实现方法,结合地面场景RCS仿真流程,进行了仿真实验,实验结果验证了该方法的有效性,实用性.进而为SAR导引头的目标回波模拟提供了一定的理论依据.     

双站SAR海面回波相干时间研究

由于海面的随机运动特性使得海面回波相干时间与陆地目标有很大的差异,回波的相干时间对SAR系统参数和指标设计有很大的影响。该文研究了双站SAR的海面回波相干时间,通过分析波浪随机运动造成的回波相位延迟,给出了波浪随机运动对双站SAR成像的影响。得出了双站SAR海面回波相干时间与波浪谱的关系,给出了双站SAR方位向分辨率与相关时间的关系,并通过仿真分析了相干时间与若干重要参数的关系。     

星载双站SAR地面场景回波仿真

双站SAR回波仿真利用小面单元模型和Kirchhoff双站后向散射模型,给出了地面场景后向散射系数的计算方法;为了保证双站SAR精确的相位信息,在时域中模拟双站SAR回波。根据实际的DEM数据进行了计算机仿真,对仿真数据进行成像和干涉处理,结果表明,该方法能够逼真地模拟地面场景的双站散射特性和相位信息。     

海面电磁散射回波的分形特性

本文引入时变分形Weistrass—Mandelbrot函数描述海面的局部动态特征，采用Kirchhoff解近似分析电磁散射场的时域分形特性，导出了海面电磁散射系数的分形模型。理论分析和试验结果表明，海面的散射回波信号保留了海面的一些分形特征，散射系数属于分形函数，其盒维数与海面的分形维数近似相等。     

海况对海面目标雷达回波的影响分析

海面自身随机多变的特性会对海面目标的雷达回波信号检测产生重要影响。文中利用分形方法对海面建模仿真, 模拟了五种不同的海况,基于雷达工作原理设计了一款雷达视频回波信号仿真软件,提高了仿真的逼真度和实时性。针对雷达散射截面(RCS)不同的舰船目标模拟仿真雷达回波,研究了海况对海面目标雷达回波的影响。结果表明:随海况等级的增加,海杂波噪声信号增强,RCS 相对较小目标的雷达回波会逐渐被海杂波淹没。海面目标雷达回波仿真软件既能用于分析海面及目标的电磁散射特性;同时,在目标检测与识别中会有重要应用价值。     

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.     

基于压缩感知的SAR海面场景目标数据压缩与重构方法

针对海面场景目标SAR的海量数据压缩与重构问题,提出利用一种新的数据压缩与重构理论——压缩感知理论来完成。首先构造随机高斯噪声观测矩阵对原始回波数据进行降维处理以达到大幅压缩的目的,然后利用平滑L0算法重构原始回波信号,在此基础上,利用传统的频率变标SAR成像算法进行成像。仿真结果证明了该方法的有效性。     

On ocean SAR raw signal simulation

Simulation of synthetic aperture radar (SAR) raw signal pertaining to an ocean scene is presented. It embodies the distributed surface model, the hydrodynamic modulation, and the Bragg dominant scattering mechanism. Simulation experiments are provided     

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。     

海岛环境SAR图像仿真

弹载SAR岛屿海岸线景象匹配成功概率与实时图中海岸线形状密切相关,海岛环境下海浪和地形起伏等因素对海岸线在SAR图像中的特征具有不可忽略的影响,造成海岸线的模糊和变形。首先分析了海岛环境弹载SAR图像的特点,然后基于海浪频谱和方向谱相关经验公式,利用线性叠加方法给出了详细的海浪仿真的实现过程;建立了海岛高程起伏的二维指数函数模型;利用波数域方法给出了典型场景下的海岛SAR图像仿真结果,并在此基础上分析了海浪和山峰对弹载SAR图像海岸线检测的影响和基于SAR图像的海岸线检测方法局限性。研究结果表明基于SAR回波数据的海岸线检测方法是一种适于弹载SAR应用的有效方法。     

A simulation for spaceborne SAR imagery of a distributed, movingscene

A computer simulation that is designed to represent aspects of spaceborn synthetic-aperture radar (SAR) imagery of the ocean surface is presented. The simulation is unique in that a scatterer density (per resolution cell) is explicitly included, thus allowing the incorporation of various scattering natures, from purely specular to purely diffuse. The simulation may be applied to ocean surface wave imaging, since velocity bunching and scene coherence times are also included. Certain assumptions inherent in the velocity bunching formulation limit the applicability of the simulation in its present form to spaceborn SAR systems only. Two experiments based on this simulation are considered: (1) the effect of varying the target density; and (2) the effect of the mean scene coherence time in the imaging of a ocean swell system     

具有地面起伏特征的三维场景回波模拟研究

由于雷达平台一般都是在三维场景中飞行,而三维场景具有地面起伏特征,因此具有地面起伏特征的三维场景回波模拟就具有很强的现实意义。本文分析了具有地面起伏的三维场景回波模拟的方法,阐述了三维场景的建模方法、DEM分形插值算法和利用平面单元模型计算后向散射系数的方法,讨论了雷达图像固有的几何畸变、斑点噪声对回波的影响,最后分析了雷达回波信号的结构,给出了回波模拟的时域算法和频域算法,完成了真实三维场景的成像仿真试验,得到了理想的结果,验证了本文所述方法的有效性。     

海浪谱的选择对海面电磁波散射建模的影响

海浪谱的选择对Bragg共振散射建模的影响是海面电磁波散射建模的关键问题。首先简介了海浪谱的概念,然后选择RA(Romeiser-Alpers)谱进行了Bragg共振散射建模,最后选择另一种具有代表性的PM(Pierson-Moskowitz)谱进行了Bragg共振散射建模,并通过仿真实验对两种海浪谱及其用于Bragg共振散射建模的效果进行了比较分析。获得的结论对合理地选择海浪谱具有指导意义。     

动态海面红外视景仿真研究

动态海面红外视景仿真在战场红外视景重构以及红外跟踪制导装备研究方面有着极其重要的作用.为提高海面红外仿真效果,采用Gerstner波进行海浪波面建模,采用基于PM谱和SWOP方向扩展函数的海浪方向谱进行波面参数计算,根据海面辐射特性进行海面红外辐射效果模拟,实现了动态海面高逼真度红外视景仿真.仿真结果表明,该方法符合实际情况,具有较高的应用价值.