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。      

基于极化干涉相似性参数的四元素分解

该文针对传统极化合成孔径雷达(PolSAR)分解方法过高估计植被成分的问题,提出一种基于极化干涉相似性参数(PISP)的极化干涉分解方法。利用极化干涉合成孔径雷达(PolInSAR)的3组最优相干散射机制定义的PISP具有对地表散射体空间分布敏感的特性和旋转不变性。该文基于PISP的物理意义对植被模型进行改进,使利用该模型分解相干矩阵得到的不同地物体散射功率具有自适应性。最后利用欧空局(DLR)E-SAR获取的L波段全极化干涉数据验证该分解方法的有效性,实验结果表明,该算法得到的分解结果能有效区分植被和建筑物。     

远程监控系统中多业务数字光端机的设计与实现

介绍了多业务数字光端机的硬件设计与软件实现,通过此光端机,各种业务复用到一根光纤上进行传输,节约了成本,并建立了局端与远端的稳定可靠的通信,实现了实时的远程监控.     

基于多层神经网络的中分辨SAR图像时间序列建筑区域提取

为提高合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)图像时间序列建筑区域提取的准确率和稳定性, 该文结合时间序列图像的特点, 提出了一种基于多层神经网络的建筑提取方法。该方法使用单幅SAR图像进行样本的粗略标记, 并从经过直方图规定化处理后的时间序列图像中获得大量样本。通过单幅SAR图像生成的少量样本确定网络的深度, 并从时间序列生成的样本中筛选出具有更高质量的样本作为最终模型的训练样本。利用数量大且质量高的训练样本学习得到模型参数。使用包含38幅25 m分辨率ENVISAT ASAR图像的数据集进行两组对比实验, 实验结果中该文方法的最低准确率和最低Kappa系数分别90.2%和0.725, 均高于其它3种传统方法, 算法的稳定性以及准确率都有显著提高。此外, 该方法还具有人工操作少、推广性强、训练高效等优点。      

星地双基合成孔径雷达聚束模式快速BP算法

该文提出了一种应用于双基合成孔径雷达聚束模式的快速反向投影(FBP)算法,该算法在距离向压缩上使用地面接收器的同步信道作为回波信号的距离向匹配滤波器,在方位向压缩上采用2 次相位校正降低快速BP 算法中的近似误差对成像造成的影响,算法的计算复杂度为O(N2.5)。最后利用仿真数据和实测数据在图形处理器(GPU)上对该算法进行了验证。      

高效星载TOPSAR场景回波信号模拟方法

星载TOPSAR回波信号模拟中时域逐点法运算效率低,而2维频域法又无法直接模拟星载TOPSAR回波信号。针对这个问题,该文提出了一种高效的星载TOPSAR模式场景回波模拟方法。该方法在距离向上利用参考点回波与场景散射矩阵卷积完成,在方位向上采用对逐个慢时间进行模拟和存储。文中详细给出该方法的处理流程,分析了该方法的运算量,同时还对比了点目标模拟结果与精确的时域模拟方法的差异,最后利用模拟回波信号的成像及干涉结果验证了该文方法的有效性。     

通道失配对多通道子带合成SAR性能的影响分析与补偿

通道间的不一致性会降低多通道子带合成SAR的成像性能,必须设法补偿。该文提出了一种基于原始数据的通道间幅相误差的补偿方法。在采集子带合成数据前,先发射和接收一段单一子带信号,并利用各通道信号间的多普勒谱关系来提取通道误差。它不需要借助额外的内定标通路,从而大大简化了系统设计。实测偏置相位中心方位向多波束数据处理结果表明,这种方法对于子带合成通道间的幅相补偿具有较高的实用性。     

基于波束空间的SAR阵列天线波束展宽方法

针对合成孔径雷达（SAR ）天线设计过程中,难于获得均匀幅度和较宽的照射区域,实现灵活多变的波束变换的问题,提出一种基于波束空间阵列天线波束展宽的方法.通过将平面阵列天线分成多个子阵列,以子阵列为单位设计出基本波束,再通过幅度和相位加权使各子阵波束在空中实现同相移位叠加,从而实现波束覆盖区域的控制.由于各子阵可作为基本单元来处理,只需对各子阵实行加权,即可极大地降低阵列导向矢量的数目,能灵活地设计各种波束图,实现指向控制和干扰抑制.仿真实验的结果证明了该方法的正确性和有效性.它可用于单波束发射多波束接收(SIMO)与多波束发射多波束接收（MIMO）等新的SAR成像体制中.     

基于二维Chirp-Z变换的星载TOPSAR成像算法

TOPSAR是一种新型的星载SAR宽幅测绘模式。该模式成像算法需要解决三大问题:多普勒频谱混叠、较大的距离徙动和方位输出时间混叠。针对这些问题,该文提出了一种基于2维Chirp-Z变换的成像算法,给出了该算法的完整推导过程和各传递函数的表达式。其中,方位去斜预滤波处理能够在较少的方位总采样点数下解决多普勒频谱混叠;距离向和方位向Chirp-Z变换能够分别完成距离徙动校正和方位信号聚焦。由于该算法只需要在方位向上增加较少的采样点数,且不涉及任何插值操作,故其具有较高的运算效率。仿真数据处理结果验证了提出成像算法的有效性。     

一种基于灰度互相关法的扫描模式下的风场反演算法

该文分析了传统风场反演算法的理论依据、特点和不足,提出一种新的扫描模式下的风场反演算法。该算法考虑两幅相邻扫描周期所成合成孔径雷达图像中海浪波纹的相关特性,应用互相关方法,求解波纹运动矢量,确定风场风向,然后代入地球物理模型求解风速。与传统风场反演算法及浮标实测数据对比可知,该算法提高了风场反演的精确度,且不存在风向模糊问题。机载雷达实测数据的处理结果证明了方法的有效性。