星载合成孔径雷达的现状

欧空局、日本和加拿大分别计划在1992年和1994年发射各自的星载合成孔径雷达卫星(SAR)，分别称为欧洲地球资源卫星I号(E-ERS-1)，日本地球资源卫星1号(J-ERS-I)，和雷达卫星(Radarsat)。与其它被动微波辐射计一样，SAR也是一种全天候的遥感仪器。
尽管SAR有全天候的优点，但在目前的三项计划中，SAR的工作特性还是单一的，如C波段的垂直极化方式(Cvv)，L波段的水平极化方式(Lhh)或C波段的水平极化方式(Chh)。因此，由这些微波传感器所获得的信息，固于其仪器的工作性能，应用也受到相应的限制。我们应当对目前的SAR现状有一个正确的理解。本文中主要论述了大雨对SAR、X、C、L、P波段的影响，单参数SAR资料的固有特性，及进一步极化的SAR。     

星载干涉雷达影像匹配以及干涉图平地效应去除*

It is two major committed steps of interfering measurement that Interferometric SAR image registration and removal of the phase of the flat earth. Some methods about data preprocessing, control points determining, complex image registration and removal of     

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。     

合成孔径雷达差分干涉形变监测的质量评定分析

通过对D-InSAR数据处理过程中的不同误差进行分析,尤其是通过对差分干涉图和相位解缠的质量指标进行了详细分析和比较,研究了D-InSAR监测方案的质量评定与方案选取问题。并以西安地区1992-1993年间不同航迹,不同ERS干涉对的三个地面沉降监测方案为例进行了试验分析,结果显示采用干涉图和相位解缠的质量评定指标可以很好的进行监测方案的优选。     

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。     

干涉合成孔径雷达成像技术研究

用SIR-C/X-SAR的X波段的原始数据,实现了真实数据下星载双航过InSAR的数字高度 地图。首先给出了一种新的解释InSAR三维成像原理的数学描述。该描述对成像关系做了合理近 似,与以前的一些描述相比具有如下优点:①把相位差与地表高度在距离线上直接联系在一起,清 晰地反映出它们之间的关系;②指明了基线对高度测量的有效贡献在于其在斜距垂直方向的投影 这一重要概念;③可用于对测高精度与部分成像参数之间的关系做理论分析;④可用于求取相位差 值到地表高度值之间的转换系数;⑤基本反映了成像处理的实际过程;⑥可解释为何工程上可将相 位差与高度之间近似看成线性关系。然后,给出了一个完整的实现数字高度地图的数据处理过程, 并将整个过程分成9个环节,逐一对各环节的目的和作用做了扼要说明。最后,给出了包括单视 SAR成像、干涉相位条纹、水平相差修正和干涉条纹的降噪滤波在内的处理过程中关键步骤的结 果,和最终的三维地貌成像结果。     

卫星编队InSAR基线的确定方法

基于卫星编队的InSAR系统是一个多基雷达系统,依靠卫星编队构型形成干涉所需的基线.在卫星编队的InSAR系统中,由于参与编队的各卫星相对位置不断变化,故其基线值也在不断变化.在动态变化中基线测量所得的基线一般是某一时刻两颗卫星雷达天线相位中心之间的连线,不能直接用于高程测量,需要对基线重新进行确定.本文在分析了需要基线确定原因的基础上,提出了基线确定的方法,并分析了基线误差对InSAR高程测量精度的影响.     

星载合成孔径雷达(SAR)斑马图仿真与研究

星载SAR中,要根据斑马图、距离模糊度和方位模糊度来选择脉冲重复频率(PRF),因此斑马图非常重要。本文根据斑马图计算公式,并根据一定的卫星轨道和雷达参数,给出了斑马图仿真;同时讨论了信号脉宽、保护时间等因素对斑马图的影响,提出了自适应斑马图设计的方法,并给出了仿真结果。     

干涉合成孔径雷达海浪遥感研究

海浪是重要的海洋环境参数, 它对港口建设、海上航行、油气田开发等具有重要的意义。合成孔径雷达(Syn thet ic Apertu re Radar, SAR ) 是目前大范围测量海浪的主要工具, 用它来估计海浪主波系统的波长和传播方向比较好, 但要定量的提供海浪的振幅以及SAR 图像强度与实际海面的关系是相当困难的, 而且由SAR 图像获取海浪方向谱也比较复杂。沿航迹干涉合成孔径雷达(Along-Track Interferometric Synthet ic Aperture Radar,ATI-SAR ) 是在平台飞行方向上安置两根天线的双天线合成孔径雷达。相对于合成孔径雷达, 真实孔径雷达调制传递函数对沿航迹干涉合成孔径雷达相位图像的影响很小, 因此沿航迹干涉合成孔径雷达更适合测量海浪。详细介绍了沿航迹干涉合成孔径雷达海浪遥感的成像机制, 为进一步反演海浪方向谱奠定了基础, 最后针对目前研究存在的问题以及今后有待研究的方向进行了探讨。     

干涉合成孔径雷达基线估计要素分析

基线是干涉合成孔径雷达(InSAR)工作原理中的关键参数。它既使图像对产生了相干性，又是干损的根源之一。准确的理解它是掌握InSAR原理与相应的成像处理的基础。在DEM误差允许的条件下，一定存在着使DEM精度最好的最优基线。本文主要论述了基线、基线相干损失、极限基线和最优基线的概念及其相互关系，并给出了极限基线的表达式。建立了最优基线模型，最后通过仿真实验证明了该模型的有效性。     

Ground moving target detection and location based on SAR images for distributed spaceborne SAR

In recent years, a new concept of spaceborne SAR implementation has been propos- ed[1,2], i.e., the distributed (constellation) spaceborne SAR implementation in which sev-eral formation-flying small satellites (or micro-satellites) cooperates to perform multiple missions. The coherent combination of ground echoes acquired by all small satellites can significantly improve the performance of ground moving target indication (GMTI), SAR mapping, interferometric SAR (InSAR), etc. Since the …     

基于FPGA实现的星载SAR实时成像系统研究

针对星载SAR实时成像处理的研究目前主要集中在实时成像运算器(SAR processor),而未见到实时成像系统(SAR imaging system)的研究,提出了一种CS算法的星载SAR实时成像系统的体系结构,并基于FPGA实现了原型系统.该体系结构可以自主完成星载SAR实时成像,并具有良好的可扩展性.利用模拟信号源和高速数据记录仪对原型系统验证,1个信号处理单元在50MHz工作频率下,约11s内完成16384×16384个样本的星载雷达原始数据的成像处理,用4个信号处理单元就可达到为PRF为2000Hz的星载SAR的1∶1实时成像要求.     

空载SAR发展状况

空载SAR具有提供高分辨率成像的能力,这种能力不受气象条件和太阳照射的限制,其成像范围不受国界、地域和地理自然条件的限制,受到广泛重视,空载SAR经过20多年的发展,尽管数量有限,所提供的信息量却是巨大的,并被广泛应用,为人类提供了大量鲜为人知的信息,概述了空载SAR的用途及发展过程,说明空载SAR的现状和其主要性能,介绍正在发展中的空载SAR项目,分析空载SAR的发展趋势。     

星载SAR成像处理器中转置存储器的FPGA实现

论述了合成孔径雷达(Synthetic aperture radar,SAR)成像处理器转置存储器(Corner turning memory,CTM)的功能和原理,提出了一种基于FPGA的星载SAR成像处理器CTM设计方案,分析了系统的参数及输入输出接口时序,给出了详细的硬件实现,并进行了功能和时序仿真。方案主要部分由一片XC2V500 FPGA和三片K6F3216T6M SRAM组成,采用三页式结构和输入输出并行处理方法,考虑了星上环境条件对器件的限制,可以实现星上SAR实时成像处理器的CTM系统。实验结果表明该CTM系统可行。     

星载SAR二维AGC的FPGA实现

阐述了一种适合于合成孔径雷达（SAR）接收机自动增益控制（AGC）的方法。该方法通过对AGC起控点设定上下两个门限,用采样数据的幅度统计均值与这两个门限比较,并通过逐次步进的方法得到接收机的增益控制量,从而使AGC环路收敛,不产生振荡。同时设计采用了二维AGC,既保留SAR图像中的对比度,又提高了接收机的动态范围。最后分析了由二维AGC所引起的视频信号毛刺对SAR图像的影响并给出了二维AGC的FPGA实现方案。实验证明,本文基于FPGA的二维数字AGC技术具有调节方便、反馈快捷和精度高的优点。     

利用星载InSAR技术提取镇江地区DEM及其精度分析

InSAR技术是目前获取高精度数字高程模型（DEM）的一种新方法。为了分析InSAR技术提取DEM的精度,首先介绍了美国航天飞机雷达SRTM DEM的精度和数据结构,然后以江苏镇江地区作为试验区,采用ERS1/2卫星影像来提取DEM,并对星载SAR提取的DEM与SRTM 3弧秒分辨率DEM的精度作了比较。 结果表明,利用星载SAR提取的DEM分辨率与SRTM 3弧秒分辨率的DEM相当,能很好地显示出地形起伏（如山脉、沟谷）的纹理特征。进一步的研究还表明,利用InSAR技术提取DEM的精度与SRTM 3 DEM之间存在5米左右的系统误差,并对产生这一系统误差的原因作了详细分析。     

星载SAR目标回波信号模拟源的研制

结合我国星载SAR系统的研制,中国科学院电子所成功研制出地面测试用的高精度星载合成孔径雷达目标回波信号模拟源(SSARES)。根据星载SAR回波的信号模型,模拟生成雷达回波信号对SAR系统实行半实物仿真测试,得到了准确可靠的试验结果。SSARES为星载SAR系统的研制提供了一种行之有效的测试手段。     

多时相星载SAR图像精配准技术研究

介绍了一种多时相星载SAR精配准的技术方法，首先根据人工粗配准解决图像的旋转和尺度不一致，然后采用特征点提取算子和图像匹配的方法检测两时相SAR图像上的同名特征点，根据特征点构建不规则三角网最终实现图像的精确配准。通过多对星载SAR图像进行了精配准处理，采用定性和定量检验，表明该方法能达到很高的配准效果，配准精度优于一个像素。

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