星载SAR成像对卫星姿态控制精度的要求

详细地论述了椭圆轨道条件下星载SAR目标的多普勒特性,推导了卫星姿态变化下多普勒参数的表达式,证明了卫星姿态变化对星载SAR成像的影响.理论分析与仿真结果表明卫星轨道近似与姿态变化对星载SAR成像有较大影响,应根据不同的成像精度提出不同的卫星控制精度.     

卫星总体参数对SAR多普勒参数影响分析及仿真研究

该文从星载合成孔径雷达(SAR)空间几何关系出发,建立了星载SAR多普勒参数的表达式,在考虑地球自转和扁率的情况下,分析了轨道摄动,卫星姿态指向误差和稳定度对SAR多普勒参数的影响,并进行了数字仿真。分析仿真结果表明轨道摄动是造成星载SAR多普勒参数误差的主要因素;姿态稳定度的提高在减小多普勒参数误差变化频率的同时可以使误差量降低,该文的研究结果对于分析总体参数对图像质量的影响和卫星总体参数的确定和设计优化具有参考价值。     

合成孔径雷达卫星姿态指向稳定度与图像质量关系的研究

姿态指向稳定度是合成孔径雷达(SAR)卫星平台设计的重要参数.本文基于成对回波畸变理论研究了存在姿态指向变化时星载SAR的点目标扩展函数表达式,在理论分析与大量计算机仿真实验基础上,总结了姿态指向变化对星载SAR图像质量影响的本质规律,推导了工程上分析卫星姿态指向稳定度同SAR图像质量之间定量关系的解析表达式,提出了适用于SAR卫星特点的姿态指向稳定度定量分析方法,为SAR卫星系统总体分析与设计提供了理论依据.根据L、C和X波段SAR卫星参数进行计算机仿真实验,验证了结论的正确性.     

天线指向抖动对聚束SAR成像质量的影响

姿态指向稳定度是设计合成孔径雷达卫星平台的重要参数。在卫星姿态指向抖动数学模型的基础上，利用成对回波理论推导了姿态指向抖动对聚束SAR点目标冲激响应函数的影响，分析了姿态指向抖动与聚束SAR成像质量的关系，为聚束模式星载SAR卫星的总体分析和设计提供了理论依据。最后通过计算机仿真验证了分析的正确性。     

星载寄生式SAR多普勒特性分析

本文基于星载双基地雷达空间几何关系,给出了星载寄生式SAR系统中小卫星多普勒参数的两种表达形式,进一步给出了与多普勒特性相关的几个重要系统参数的表达式。分析了基线和相对速度对小卫星多普勒特性参数偏移主星参数的影响,指出基线是主要影响因素;对多普勒中心频率影响大,对多普勒调频斜率及方位分辨率影响小。分析了利用寄生式SAR提高方位分辨率的能力和限制因素。     

姿态指向稳定度对聚束SAR成像的影响

姿态指向稳定度是合成孔径雷达卫星平台设计的重要参数。文中在卫星姿态指向抖动数学模型的基础上，利用成对回波理论推导了姿态指向抖动对聚束SAR点目标冲激响应函数的影响，分析了姿态指向抖动与聚束SAR成像质量指标的关系，推导了姿态指向稳定度与聚束SAR图像质量之间定量关系的解析表达式，为聚束模式星载SAR卫星总体分析和设计提供了理论依据。最后通过计算机仿真验证了分析的正确性。     

星载SAR地基侦察信号建模与仿真

对星载合成孔径雷达（SAR）的侦察可以为合成孔径雷达电子战提供有力的支援。在地基侦收站跟踪侦察星载SAR的背景下,建立了星载SAR地基侦察信号的数学模型。该模型利用真实卫星的天线参数及轨道参数,充分考虑了脉内多普勒频率因素。在侦察场景模型基础上,计算了条带模式下方位向的天线增益,通过仿真分析了星载SAR地基侦察信号,为星载SAR参数估计等研究奠定了基础。     

面向顺飞双站小卫星条带SAR的电扫多普勒中心导引方法

多普勒导引是保证星载条带SAR正常工作的重要手段。传统星载双站SAR通过分别对主、辅星进行偏航控制实现多普勒导引,该方法对天线安装、波束宽度、基线长度等因素有较高的依赖性。高频段小卫星条带SAR波束较窄,对主、辅星分别进行多普勒导引会引入较大的增益损失;且对于天线指向星下点的小卫星,调整偏航角不再改变信号的多普勒中心,传统方法失效。为解决上述问题,本文提出了一种面向顺飞双站小卫星条带SAR的电扫多普勒中心导引方法。该方法采用电扫描的方式对主、辅星波束指向进行联合调整,并通过多普勒方程的联立保证调整后多普勒中心为零,因此实现了在不降低回波增益的条件下抑制多普勒中心的变化,从而大幅放宽了顺飞双站小卫星SAR受天线安装指向、雷达波段、基线长度的限制。本文使用Ka波段双站小卫星的参数进行了仿真实验,实验结果符合预期,验证了本文方法的有效性。      

星载波束扫描合成孔径雷达距离辐射校正研究

针对星载波束扫描合成孔径雷达(Scanning Synthetic Aperture Radar,ScanSAR)图像具有的波束边界条带现象,研究了这种不均匀现象的产生机理和校正技术,分析了卫星姿态误差对校正技术的影响,推导并建立了图像距离向增益的数学模型,提出了星载ScanSAR精确波束边界条带现象校正对横滚角估计精度的要求,为合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)卫星总体分析与设计提供了理论依据.计算机仿真验证了理论分析的正确性和实现方法的可行性.     

一种基于DPCA的星载SAR/GMTI实现方法

星载SAR的轨道运动和受地球自转、地球曲率等因素影响,以及卫星平台快速运动造成的地杂波谱展宽甚至占据整个方位谱,这些都使得星载SAR/GMTI的处理方法较机载SAR/GMTI更为复杂.为了有效检测运动目标,必须对地杂波进行抑制.偏置天线相位中心（DPCA）是一种有效的地杂波抑制技术.文中在星载SAR三孔径天线回波信号多普勒特性分析的基础上,结合Raney,R K给出的多普勒参数表达式,推导了一种基于DPCA的星载SAR动目标检测、径向速度分量估计以及目标定位的方法.最后,通过星载SAR/GMTI计算机仿真进行了验证.     

地球同步轨道星载SAR多普勒特性分析

该文推导了适用于任意轨道高度的星载SAR多普勒中心频率和调频率的精确公式,为中高轨SAR多普勒特性的研究提供了有效的方法。基于上述公式,分析了地球同步轨道SAR多普勒中心频率与低轨SAR的联系;研究了星载SAR多普勒调频率随轨道高度的变化和地球自转对同步轨道SAR和低轨SAR调频率的影响;探讨了同步轨道SAR多普勒中心频率和调频率的特征。通过数值仿真验证了推导公式和多普勒特性分析的正确性。     

高分辨星载SAR改进ChirpScaling成像算法

本文提出了一种用于星载合成孔径雷达(SAR)的改进Chirp Scaling成像处理算法.本文分析了三种星载SAR距离模型,根据误差最小的斜视等效距离模型,推导了改进Chirp Scaling算法,给出了实现步骤.该算法适用于大距离徙动高分辨率星载SAR精确成像.并且基于改进的Chirp Scaling算法,分析了多普勒参数误差对成像质量的影响.最后通过计算机仿真,验证了算法的有效性.     

星载聚束式SAR子孔径成像处理方法

该文分析了星载聚束式SAR的信号特性。在分析比较几种常见聚束式SAR成像算法的基础上，引入适用于星载聚束式SAR成像的改进chirp scaling算法，为解决高分辨率星载聚束式SAR具有的脉冲重复频率（PRF）过高，多普勒带宽中心频率时变性等问题，深入分析了采用子孔径方法的必要性及其实现方法，并将子孔径方法结合到chirp scaling算法中。最后，通过计算机仿真，验证了该算法适用于高分辨率星载聚束式SAR成像处理。     

星载合成孔径雷达多普勒参数估计

本文给出了一种综合的星载合成孔径ＳＡＲ雷达多普勒参数估计方法，该方法可以从雷达回波数据本身提取多普勒进行成像处理，甚至可以不依赖卫星历数据和姿态数据作为初始估计。该方法是基于对多普勒参数及其误差的性质的研究而提出的。最后，利用ＳＥＡＳＡＴ－Ａ海洋卫星的ＳＡＲ原始数据的多普勒参数估计结果和采用该参数进行成像处理的结果，验证了该方法的可行性和有效性。     

地球同步轨道星载SAR观测特性分析

地球同步轨道星载合成孔径雷达(Geosynchronous Synthetic Aperture Radar,GEOSAR)具有超高的卫星轨道和超长的合成孔径时间,相比于目前的低轨星载SAR,GEOSAR在信号特性与成像信号处理方面变化显著.GEOSAR体制和理论方法的研究都要以GEOSAR自身的特性分析为基础.文中根据GEOSAR的星地几何关系对星下点轨迹、卫星速度与波束扫描速度、合成孔径时间、多普勒特性等观测特性进行了深入分析,然后在此基础上与典型低轨SAR进行比较,得出了相应结论.     

前视SAR系统的方位分辨率特性

针对星载SAR前视模式与一般正侧视模式存在的明显不同,本文详细分析了前视SAR的多普勒特性,即多普勒频率、多普勒带宽;指出前视SAR的方位分辨率与天线的孔径长度无关,而是与载波频率、雷达平台高度、方位向地面距离等因数有关,并仔细讨论了各因数对方位分辨率的影响;前视SAR成像对系统参数脉冲重复频率、波束投射角的限制。     

适于大斜视角的星载双基地SAR波数域成像算法

本文提出一种星载双基地SAR(Synthetic Aperture Radar)等效平行轨迹距离模型,计算表明该模型误差远远小于直接基于多普勒参数的二阶距离模型.基于该距离模型提出一种星载双基地SAR波数域成像算法,能在大斜视角、高分辨率情况下精确成像.最后对仿真点目标双基地回波进行成像处理,结果与基于二阶距离模型的成像算法相比较,证明了本文等效距离模型和成像算法的优越性.     

等效斜视距离模型在星载LEO-SAR中的精度分析

该文旨在研究等效斜视距离模型在低轨星载SAR高分辨率情况下的适用性,并分析其最佳性能——即该模型适用的最长合成孔径时间及对应的最高分辨率。该文首先通过建立精确的"星-地"几何模型推导出具有较高精度的多普勒中心和多普勒调频率计算公式,进而通过多普勒参数反演得到等效斜视距离模型。通过与数值方法得到的斜距信息比较,可以得到该距离模型拟合结果的误差,当该误差在p/4阈值之内,图像就不会散焦。利用该思想,该文以TerraSAR-X参数为例,分析了等效斜视模型可以适用的最长合成孔径时间及对应的最高分辨率。该文结论给一般的低轨星载SAR距离模型分析提供了一种普适的方法。