基于最优区域划分的子块快速因子分解后向投影算法

后向投影(Back Projection,BP)算法具有精确聚焦、完美运动补偿等优点,适合于机载超宽带合成孔径雷达(Ultra Wide Band Synthetic Aperture Radar,UWB SAR)成像,但是巨大的计算量限制了它的实际应用。子块快速因子分解后向投影算法(Sub-Image Fast Factorized Back Projection,SIFFBP)算法大幅度减小了BP算法的计算量,提高了BP算法的实用性。本文通过分析SIFFBP算法区域划分的约束条件,提出了一种基于最优区域划分的改进算法,解决了传统SIFFBP算法在小波束积累角时加速性能下降的问题。当波束积累角小于60度或成像区域长宽相差较大时,改进算法进一步减小了计算量。仿真和实测SAR数据的成像结果验证了改进算法的性能。     

结合子孔径NCS算法和运动补偿的机载UWB SAR实时处理

低频机载UWB SAR实现高分辨成像需要大积累角和长孔径,实时成像面临大数据量和大运算量的挑战;此外,较长的孔径时间内载机运动比较复杂,增加了实时运动补偿的难度。本文讨论了机载UWB SAR实时成像的子孔径NCS算法,分析了其降低数据量和提高成像精度的改进措施;然后讨论了基于运动测量数据的实时运动补偿方案,利用实时PRI调整补偿前向运动误差,并在实时成像流程中嵌入视线运动误差补偿环节。在上述分析的基础上,提出了结合子孔径NCS算法和运动补偿的机载UWB SAR实时处理流程。最后,给出了实际飞行实验中机载UWB SAR的实时处理结果,证明本文所提流程可以满足机载UWB SAR处理实时性以及处理精度的要求。      

基于改进PGA算法的机载条带式UWB SAR运动误差精补偿北大核心CSCD

传感器精度较低的情况下,单纯基于测量数据的运动补偿难以满足机载超宽带合成孔径雷达(UWB SAR)的聚焦精度,需要自聚焦算法对初步聚焦的图像进行精补偿。相位梯度自聚焦(PGA)是一种高效、稳健的自聚焦算法。文中研究了PGA算法在机载条带式UWB SAR中的应用,提出一种改进的三步选点策略以提高选点质量,然后对基于参考点对齐的子图像拼接方法进行了改进。实测P波段机载UWB SAR数据处理结果表明改进PGA算法精度高、收敛快,可有效校正残余相位误差,并完成较高精度的子图像拼接。     

机载UWB SAR实时图像帧几何形变分析与校正

SAR实时侦察要求处理器实时输出预定成像区域的连续图像,但是机载UWB SAR数据分帧处理和实时运动补偿使得输出的实时图像帧之间产生错位和间断,影响图像帧的实时拼接.本文从机载UWB SAR实时处理结构和运动补偿人手,定量分析了参考航迹选择与图像帧几何形变量的关系,提出了一种实时校正机载UWB SAR图像帧几何形变的方法,然后分析了其校正误差.通过点目标仿真验证了分析结果的正确性,并给出了某机载UWB SAR实测数据几何形变校正前后相邻图像帧的拼接结果.     

平地假设对合成孔径雷达时域算法成像质量的影响研究

时域算法具有精确成像和易于运动补偿等突出优点,在超宽带合成孔径雷达(Ultra Wide Band SyntheticAperture Radar,UWB SAR)成像领域应用前景广阔。当使用时域成像算法对起伏地形成像时,可引入平地假设来简化成像几何模型,但平地假设会引入几何误差,进而影响成像质量。该文研究了平地假设对时域算法成像质量的影响,指出其影响在直线孔径条件下表现为位置偏移,在非直线孔径条件下还将造成目标散焦。同时推导得到了目标位置偏移量的表达式,给出了目标聚焦时非直线孔径最大偏移和地表高程起伏程度应满足的定量条件。最后采用时域算法中的后向投影(Back Projection,BP)算法处理仿真数据,处理结果验证了该文相关结论。     

一种新的机载宽波束SAR前向运动补偿算法

工作于低频段的机载宽波束SAR为了获取高分辨图像,对前向运动误差补偿精度的要求很高。前向运动补偿通常采用方位向重采样或实时PRF调整,前者的计算量较大,而后者又需要额外的硬件设备。文中提出一种新的适用于机载宽波束SAR的前向运动补偿算法,利用信号的时频对应关系,在子孔径距离多普勒域中构造相位补偿因子以消除前向运动误差的影响。算法计算量较小,适合于机载宽波束SAR实时处理。仿真和实测数据处理结果验证了算法的有效性。