SAR扩展场景原始数据混合域仿真方法

针对理想航迹和真实航迹情况下的合成孔径雷达(Synthetic aperture radar,SAR)扩展场景目标原始数据仿真,给出了两种混合域仿真方法.在理想航迹情况下,根据原始数据二维频谱的精确解析式,给出了一种距离向时域方位向频域的混合域仿真方法,除驻定相位原理引入的误差外,该方法在推导过程中没有做任何近似处理.在真实航运情况下,给出了包含任意航迹偏移的SAR距离模型,通过对距离模型的近似处理,提出了一种距离向频域方位向时域的仿真方法.给出了具体的仿真实验,在理想航迹下与常规时域方法比较,给出了原始数据相位比较曲线.在真实航迹下分析了距离模型近似误差,并给出了原始数据运动补偿前后的成像结果.仿真结果证明了两种方法的准确性和高效性.     

三维成像雷达高度计成像模拟研究

根据三维成像雷达高度计系统（CIALT,China Imaging Altimeter)的成像基本原理建立了一个模拟系统,用来获得原始数据并进行成像处理。在该模拟系统基础上,给出了对各种目标的模拟成像结果,并针对系统参数选择、窗函数选择以及聚焦深度和距离弯曲等因素对成像的影响进行了深入的讨论。最后,介绍了三维成像的初步结果。     

BAQ算法压缩SAR原始数据及仿真实现

该文介绍了合成孔径雷达原始数据压缩的意义和重要性,接着给出了BAQ算法的实现程序,最后,进行了4bitBAQ的压缩仿真和解码成像,对原始数据、4bitBAQ压缩结果进行了成像比较。     

星载合成孔径雷达回波信号模拟源研究

论述了星载合成孔径雷达(SAR)回波信号模拟源的一种实时实现方法和基于PCI总线与CPLD的硬件设计。主要针对点目标模型和椭圆轨道模型,首先模拟点目标的方位向相位历程和天线方位向增益数据。通过PCI总线实现数据实时传输,利用CPLD形成的延时信号,触发线性调频源产生距离向的线性调频信号,经过模拟源移相、加权,最终形成系统回波信号。试验结果表明该方法设计合理,软、硬件编程灵活,为系统的更新换代以及今后分布目标模拟源的设计提供了很好的技术支持。     

星载合成孔径雷达回波信号模拟源研究

论述了星载合成孔径雷达(SAR)回波信号模拟源的一种实时实现方法和基于PCI总线与CPLD的硬件设计。主要针对点目标模型和椭圆轨道模型,首先模拟点目标的方位向相位历程和天线方位向增益数据。通过PCI总线实现数据实时传输,利用CPLD形成的延时信号,触发线性调频源产生距离向的线性调频信号,经过模拟源移相、加权,最终形成系统回波信号。试验结果表明该方法设计合理,软、硬件编程灵活,为系统的更新换代以及今后分布目标模拟源的设计提供了很好的技术支持。     

地球同步轨道双基SAR成像方法

地球同步轨道发射、低地球轨道接收体制的天基雷达系统具有观测范围广、抗摧毁和抗干扰能力强、组网灵活等优点.分析发现,该系统中回波的包络不仅与地表场景的斜距有关,还与其方位位置有关,传统的单基SAR成像方法不再适用.本文分析了回波包络的历程,给出了适用于该系统的SAR成像方法.该方法根据多普勒参数以及目标像的几何形变量随接收卫星与发射卫星几何位置关系的变化特征对数据沿方位以及距离向进行分块,并重新构造距离徙动校正和方位匹配函数对回波信号聚焦,最后进行几何形变校正.仿真数据的成像结果证明了方法的可行性.     

近地轨道多目标ISAR成像方法研究

空间目标的逆合成孔径雷达(ISAR)图像包含丰富的信息.但足当雷达波束中包含多个运动目标且目标在距离维无法分辨时,很难得到多目标ISAR图像.通过对回波信号的分析,建立了宽带线性调频雷达信号的近地轨道多目标ISAR成像模型.在分析了空间目标的高速运动对多目标成像的影响后,提出了用商阶模糊度函数积进行多分量多项式相位信号参数估计的方法.利用估计的参数进行同波分离、速度补偿,消除目标高速运动对多目标成像的影响.最后通过仿真验证了分析结果的正确和算法的有效.并提出了近地轨道多目标成像的一般方法.     

高分辨率静止轨道遥感卫星可见光及近红外波段邻近效应建模及分析

结合高分辨率静止轨道遥感卫星的特点,通过对已有研究方法的适当改进,给出了基于大气辐射传输机理的高分辨率静止轨道遥感卫星可见光及近红外波段的点扩散函数(Point-spread Function,PSF)模型,并进行邻近效应分析预研究.文中对邻近像元到目标像元距离、邻近像元范围(区域)、观测天顶角、气溶胶光学厚度及其散射相函数的非对称因子等因素对邻近效应的影响进行了系统地实验,并对各因素的影响机制进行了一定分析.结果显示,邻近像元对目标像元入瞳处辐亮度的贡献最高可达2.3％左右.故在对该类型遥感卫星进行大气影响分析、成像模拟、大气校正时考虑邻近效应是必要的.     

前斜视SAR成像目标高精度模拟技术

前斜视合成孔径雷达(SAR)成像的距离-方位存在强耦合,目标径向运动信息的模拟精度不仅影响雷达的距离像分辨性能,同时影响方位像分辨性能。通过对距离调制分辨率与SAR成像结果的理论分析,提出了一种频域插值升采样调制的SAR成像回波模拟方法,通过提高采样率以减小距离徙动引起的幅度误差,同时采用GPU并行处理,提高回波模拟的实时性。结果表明:所提出的方法能够达到0.1 m的距离延时模拟精度,并对256×256点场景回波的运算周期小于10μs,可适用于前斜视SAR目标高精度模拟。     

一种相干分布式目标的水声成像方法研究

介绍一种基于相干分布式目标模型的水声成像理论和方法.针对水下分布式目标成像的需要,建立了相干回波模型,并提取水下目标的本质特征,给出分布式目标成像的DSPE算法,并运用该算法对目标回波进行处理.通过计算机仿真分析,得出的仿真结果与理论分析相符,验证了分布式目标成像方法的有效性.构建目标的水声图像可以为水下探测实现精确定位提供技术支持,研究成果对基于分布式目标模型的水下目标成像理论和方法的研究具有重要的参考价值.     

基于天文/GPS的HEO卫星自主导航方法

为了实现大椭圆轨道(HEO)卫星高精度自主导航,提出一种将直接敏感地平天文导航与全球定位系统(GPS)相结合的组合导航方法.首先,分析卫星轨道??2运动模型及其所受空间摄动,建立卫星轨道动力学模型;然后,分析单一使用天文导航和GPS的优缺点,根据HEO卫星对GPS的可见性,提出在远地点只采用天文导航,而在近地点采用以天文导航为主、适时引入GPS信号进行位速测量辅助修正的方法.通过计算机仿真和结果分析表明了所提出的设计方法导航精度比单一天文导航提高72.4%～85.6%.     

The compression of a sequence of satellite images based on change detection

A 'loss-effective' compression method which based on the change detection of raw image data is proposed for dealing with a sequence of satellite images. The average compression ratio we gained, compared with some typical satellite image formats, is about 2:1 to 3 :1. This sounds not so impressive when compared with the most current compression techniques which used in multimedia processing. However, some information will be lost in those methods, while our approach is information-loss effective, which is crucial for further satellite image analysis. Moreover, the framework can be combined with different compression algorithms to obtain different trade-offs between the compression ratio and the computation time. Experimental results based on real satellite images are included. Finally, other issues including the further optimization of the methods and some other possible applications of the method are discussed.     

基于虚拟化技术的卫星控制系统软件构件库运行监控与可信验证技术

动态系统建模工具可以按照设定的仿真步长对控制器的行为动态模拟,也可以在仿真环境下模拟控制器所在的系统架构和动态数据交互,因此传统的卫星控制系统方案设计时一般采用在同一模型建模体系进行,并进行相应的控制算法设计。但是由于动态系统建模工具其自身的时钟步长和数据流处理逻辑,不能完全模拟目标机的内部ALU逻辑和真实外围设备工作行为,可能与真实物理环境要求的系统有一定的出入,造成对承载卫星控制器功能的目标机CPU处理系统存在一定程度的失真,影响仿真效果。提出了一种基于虚拟化技术的卫星控制系统软件构件库可信验证技术,使用虚拟化技术实现对真实物理目标机功能的完全模拟,运用软件非干涉运行监控技术,获取可信的开发证据和应用证据,利用协同仿真组件和卫星控制系统方案设计的控制算法模型对各个软件构件进行动态同步仿真验证。     

一种高轨空间目标宽带一维像特征提取方法

由于受到发射机功率和天线孔径的限制,地基空间目标探测雷达一般采用脉冲积累增程技术对高轨空间目标进行探测.针对脉冲积累条件下,空间目标的雷达散射截面(RCS)特性和轨道特性在目标识别和身份确认等方面存在的缺陷,提出了一种基于分段相参处理的高轨空间目标宽带一维像特征提取方法,利用模拟同步轨道目标数据,成功获取了高分辨率宽带一维距离像.实验结果表明,不同目标的宽带一维像具有显著差异性,而同一目标不同时刻具有明显一致性.该技术可为高轨空间目标尺寸估计、个体确认和状态判别提供有力支撑.     

一种子像素精度SAR图像目标峰值提取方法

SAR图像目标峰值是SAR图像目标识别的重要特征 ,它本质对应于目标散射中心 ,目标峰值提取是SAR图像目标识别的一个重要步骤。基于峰值SAR图像目标识别系统要求目标峰值提取方法应具有快速、高精度的特点。现有的SAR图像目标峰值提取方法精度较低 ,其对目标峰值位置的估计精度只能达到像素级。为了提高SAR图像目标峰值提取精度 ,该文在分析SAR图像峰值模型基础上 ,提出了一种子像素精度SAR图像目标峰值提取方法 ,并通过仿真实验 ,分析了该方法对目标峰值位置、幅度的估计性能 ,结果表明在SNR =2 0dB的情况下 ,该方法对目标峰值位置估计的标准偏差 <0 .1个像素 ,峰值幅度估计的标准偏差小于 0 .0 5 H(这里H表示目标峰值的真实幅度 ) ,文中还给出了该方法对实测MSTARSAR图像的目标峰值提取结果。     

Image retrieval based on index compressed vector quantization

Increased amount of visual data in several applications necessitates content-based image retrieval. Since most of visual data is stored in compressed form, it is crucial to develop indexing techniques for searching images based on their content in compressed form. Therefore, it is desirable to explore image compression techniques with capability of describing image content in compressed form. Vector Quantization (VQ) is a compression scheme that exploits intra-block correlation and image correlation reflects image content, hence VQ is a suitable compression technique for compressed domain image retrieval.This paper introduces a novel indexing scheme for compressed domain image databases based on indices generated from IC-VQ. The proposed scheme extracts image features based on relationship between indices of IC-VQ compressed images. This relationship detects contiguous regions of compressed image based on inter- and intra-block correlation. Experimental results show effectiveness superiority of the new scheme compared to VQ and color-based schemes.     

Urban flood risk analysis for determining optimal flood protection levels based on digital terrain model and flood spreading model

The objective of the paper is to present a new risk-analysis approach for the assessment of optimal flood protection levels in urban flood risk management, which is based on an active contour method. Although the active contour method is a very popular research topic, there has been no attempt made on deriving a model for simulating flooding and inundating to date, as far as we are aware. We have developed a flooding prototype system, which consists of two main parts: a digital terrain model and a flood simulation model. The digital terrain model is constructed using real world measurement data of GIS, in terms of digital elevation data and satellite image data. A pyramidal data arrangement structure is used for dealing with the requirements of terrain details with different resolutions. A new flooding model has been developed, which is useful for urban flood simulation. It consists of a flooding image spatial segmentation based on an active contour model, a water level calculation process, a standard gradient descent method for energy minimisation. When testing the 3D flood simulation system, the simulation results are very close to the real flood situation, and this method has faster speed and greater accuracy of simulating the inundation area in comparison to the conventional 2D flood simulation models.     

星空背景图像序列压缩编码方法研究

在分析星空背景图像的特点基础上,提出了一种适用于星空背景图像序列的压缩编码方法。算法首先估计出图像序列的星空背景,采用基于自适应滤波的区域门限分割算法,在保持背景图像中星体灰度的基础上去除噪声,再对分割后的背景图像进行游程编码;其次,采用数学形态学的方法提取出运动目标图像,并计算出运动目标图像在图像序列每一帧中的位置,最后将运动目标图像和它在每帧中的位置编码嵌入到背景图像编码流,形成最终的星空背景图像序列编码结果。实验表明,该方法对于星空背景图像序列具有很强的压缩能力,恢复出的图像序列消除了噪声影响并保留了原始图像的基本信息,同时具有较好的视觉效果,便于后续的应用处理。     

Evaluating image quality measures to assess the impact of lossy data compression applied to climate simulation data

Applying lossy data compression to climate model output is an attractive means of reducing the enormous volumes of data generated by climate models. However, because lossy data compression does not exactly preserve the original data, its application to scientific data must be done judiciously. To this end, a collection of measures is being developed to evaluate various aspects of lossy compression quality on climate model output. Given the importance of data visualization to climate scientists interacting with model output, any suite of measures must include a means of assessing whether images generated from the compressed model data are noticeably different from images based on the original model data. Therefore, in this work we conduct a forced‐choice visual evaluation study with climate model data that surveyed more than one hundred participants with domain relevant expertise. In addition to the images created from unaltered climate model data, study images are generated from model data that is subjected to two different types of lossy compression approaches and multiple levels (amounts) of compression. Study participants indicate whether a visual difference can be seen, with respect to the reference image, due to lossy compression effects. We assess the relationship between the perceptual scores from the user study to a number of common (full reference) image quality assessment (IQA) measures, and use statistical models to suggest appropriate measures and thresholds for evaluating lossily compressed climate data. We find the structural similarity index (SSIM) to perform the best, and our findings indicate that the threshold required for climate model data is much higher than previous findings in the literature.