环境一号C卫星SAR闭环测试系统的设计与实现

环境一号C(HJ-1-C)卫星合成孔径雷达系统测试中,构建闭环测试 系统,模拟卫星星地信号传输过程,实现SAR系统成像功能、压缩方式和点目标特性的测试 。本文首先给出SAR回波信号的产生以及回波模拟器的物理实现,然后提 出在有线和无线两种方式下,利用回波模拟器构建SAR闭环测试系统的方法,最后给出基于 该闭环测试系统,对HJ-1-C SAR系统点目标性能指标测试结果。测试结果表明,该闭环测 试系统的构建,能够满足HJ-1-C SAR系统的测试需要。     

基于FPGA的SAR预处理器中FIR滤波器的实现

针对合成孔径雷达(SAR)预处理器的技术要求,提出了一种采用现场可编程门阵列器件FPGA并利用窗函数法实现线性FIR数字滤波器硬件电路的设计方案,并以一个16阶低通FIR数字滤波器电路的实现为例说明了利用Xilinx公司的Virtex-E系列芯片的设计过程。对于耗时且占资源的乘累加运算,我们给出了将乘累加运算转化为查表的分布式算法(DA算法)。设计的电路通过软件程序进行了验证和硬件仿真,结果表明电路工作正确可靠,能满足设计要求。     

HJ-1-C 卫星合成孔径雷达载荷的设计与实现

HJ-1-C 是我国环境与灾害监测小卫星2+1星座中的一颗合成孔径雷达(SAR)卫星,工作于S 波段,具有5 m 分辨率。SAR 载荷采用网状反射面天线和大功率放大器方案,具有重量轻、效率高的特点,适合于小卫星平台。目前HJ-1-C 卫星已在轨运行,获得我国首批S 波段星载SAR 图像,图像质量高,地物信息丰富,表明SAR 载荷的设计合理,试验和测试充分。HJ-1-C 卫星将为我国减灾和环境应用发展做出贡献。该文将对HJ-1-C卫星SAR 载荷的设计和研制进行全面介绍,包括其主要功能和技术指标,各部分的设计,以及研制、测试和试验工程,最后给出其在轨获得的图像。      

SAR 图像相干斑抑制中的像素相关性测量

像素相关性(Pixel Relativity, PR)测量是权重平均相干斑抑制算法中的关键技术,该文从3 个方面对SAR图像中的PR 模型进行了研究。首先,该文论述了比值PR 模型的合理性,提出了两种新的比值PR 模型(对数高斯模型与像素相似概率模型),并将SAR 图像概率密度函数与比值概率密度函数转化为比值PR 模型|然后,为了对4 种PR 模型应用于相干斑抑制的性能进行比较,设计了基于PR 的权重最大似然滤波器|最后,针对相关性最大值位置不为1 的PR 模型存在的辐射保持能力差的问题,提出了模型最大值位置校正的方法。理论分析与实验表明了提出模型及最大值位置校正方法的有效性。      

星载SAR 收发通道相位稳定性测试方法研究

星载合成孔径雷达(SAR)系统需要对收发通道相位稳定性进行测试,以评估系统成像性能。该文基于少量设备,结合FFT 变换、匹配滤波和插值处理,给出了两种星载SAR 系统收发通道相位稳定性测试方法,以实现SAR 收发通道相位稳定性高精度测试,并对两种方法的测试结果进行比较。某型号星载SAR 模样机系统实际测试结果验证了上述方法的可行性和有效性。      

多载频星载MIMO-SAR系统动目标检测技术研究

该文研究多载频星载MIMO-SAR系统动目标检测技术。针对多载频星载MIMO-SAR的特点,使用子空间投影的空频自适应处理抑制杂波,并提出一种双门限恒虚警检测器。双门限恒虚警检测器主要思想是各载频对应的回波信号通过SFAP杂波抑制后,使用剔除平均恒虚警检测动目标,得到各载频对应的检测结果,最后将检测结果使用二进制多次脉冲积累进行二次检测,进一步提高检测概率。仿真结果表明,空频自适应处理能有效抑制杂波;同时双门限恒虚警检测器将有助于进一步提高多载频星载MIMO-SAR系统动目标检测性能。     

一种基于图像分割和归一化灰度Hough变换的SAR图像舰船尾迹CFAR检测算法

该文提出了一种新的SAR图像舰船尾迹的恒虚警检测算法。该方法首先检测出舰船并将舰船部分用图像灰度均值代替;分别以舰船重心为中心分割出一定尾迹长度的正方形区域并以舰船重心为中心将图像分割成4个子图像,对各子图像进行归一化灰度Hough变换,分割后的尾迹在子图像中的对比度得到了提高。在各子图像变换域依概率模型进行统计建模实现了CFAR检测,最后将4个子图像的检测结果进行融合得到最终的检测结果。检测结果更好地提取出了尾迹,并且实现了尾迹的CFAR检测。仿真结果验证了算法的有效性。     

一种去除采样造成的多极化SAR成像误差的方法

合成孔径雷达系统通常要对回波进行数字处理,方位向、距离向采样会给SAR点目标响应的峰值带来测量误差。该文针对此问题进行了深入分析,给出了峰值测量误差与点目标位置的关系。对时分工作方式多极化SAR系统的分析结果表明,在某些情况下,由方位向采样和非同时测量造成的极化数据间相对幅度和相位误差会很大。该文提出了使不同极化回波的匹配滤波函数相隔一定延时的匹配滤波方法,以使方位向采样对各极化数据具有相同的影响。仿真结果表明该方法有效地改善了极化数据间幅相一致性。该文研究的问题对SAR的精确定标有着重要意义。     

马尔可夫随机场SAR图像分割的快速实现技术

针对用马尔可夫随机场(MRF)进行合成孔径雷达(SAR)图像分割的传统实现方式计算效率低的问题,提出以图像整体为操作对象并与标记图的边缘检测相结合的MRF图像分割快速实现方法.分析只针对标记图边缘像素进行处理带来错误分割的概率,将提出方法应用到扩散MRF分割中.理论分析及实验表明：与原实现方式相比,提出算法大大提高了单次迭代的速度,并可应用到一些先进的MRF分割算法中.     

一种基于提升小波的SAR图像有损压缩算法

该文根据合成孔径雷达(SAR)图像局部相关性较弱,存在相干斑噪声的特点,提出了一种基于提升小波的SAR图像有损压缩算法。它可有效去除相干斑噪声,提高计算精度和速度,改进SAR图像的压缩性能。该算法采用了嵌入式零树小波的编码方法,很好地利用小波系数的特性,使得输出的码流具有嵌入特性。利用大量的实际SAR图像对所提算法进行了仿真验证,并与其它图像压缩算法进行了对比分析,表明所提算法是有效的。