面向顺飞双站小卫星条带SAR的电扫多普勒中心导引方法

多普勒导引是保证星载条带SAR正常工作的重要手段。传统星载双站SAR通过分别对主、辅星进行偏航控制实现多普勒导引,该方法对天线安装、波束宽度、基线长度等因素有较高的依赖性。高频段小卫星条带SAR波束较窄,对主、辅星分别进行多普勒导引会引入较大的增益损失;且对于天线指向星下点的小卫星,调整偏航角不再改变信号的多普勒中心,传统方法失效。为解决上述问题,本文提出了一种面向顺飞双站小卫星条带SAR的电扫多普勒中心导引方法。该方法采用电扫描的方式对主、辅星波束指向进行联合调整,并通过多普勒方程的联立保证调整后多普勒中心为零,因此实现了在不降低回波增益的条件下抑制多普勒中心的变化,从而大幅放宽了顺飞双站小卫星SAR受天线安装指向、雷达波段、基线长度的限制。本文使用Ka波段双站小卫星的参数进行了仿真实验,实验结果符合预期,验证了本文方法的有效性。      

星载SAR非沿迹成像新模式:机遇与挑战

星载合成孔径雷达(SAR)通过采用不同成像模式,实现分辨率与成像带宽度的不同性能组合。常规星载SAR模式的成像带沿着卫星航迹方向,走向单一;但实际目标场景的地理走向多种多样,与沿卫星航迹方向的成像带地理走向不匹配的情况普遍出现,导致数采周期长或方位分辨低、存储与计算资源浪费。星载SAR非沿迹成像模式是解决该问题的新思路,其通过生成与卫星航迹不同向的直线型或曲线型的成像带,匹配于目标场景的实际地理走向,对目标场景进行“地理定制化”成像。该文主要从信息获取、成像处理等方面,讨论了星载SAR非沿迹成像新模式的主要机遇与挑战,并通过计算机仿真实现了星载SAR非沿迹成像模式的原理性验证。      

一种三维森林场景极化SAR数据的快速模拟方法

该文提出了一种针对3维森林场景极化SAR数据模拟的快速模拟方法,解决了由于散射粒子数量巨大导致SAR回波模拟过程难以应用于大范围、高密度3维森林场景的问题。该方法通过将3维森林场景划分为子场景、场景块和场景带,构造出一系列虚拟散射粒子,在斜距误差较小的前提下将多个真实散射粒子对SAR回波信号的综合贡献用单个虚拟散射粒子等效,从而达到降低散射粒子数量,提高SAR回波信号模拟效率的目的。该文推导了3维森林场景切分各控制参数之间的被约束关系,分析了各参数的误差敏感度,得到了模拟精度和效率的优化组合准则。2.5105 m2阔叶林场景的数据域相关性验证表明,该文提出的方法相比传统方法在保持较高模拟精度的前提下可以将模拟效率提高1个数量级。1.0106 m2阔叶林场景的森林高度反演结果表明了该方法进行大范围森林场景SAR遥感数据模拟的有效性。     

极化相干层析反演森林垂直结构原理与方法研究

层析技术对于垂直结构信息提取具有独特的优势,已被广泛应用于森林垂直结构参数提取\,混合环境分离等。极化相干层析(Polarization Coherence Tomography,PCT)是一种依靠先验知识基于干涉复相干通过傅立叶-勒让德展开式重建目标垂直结构的层析技术。单基线或双基线PCT技术依然可以获取森林垂直结构剖面,由于基线数量过少,很多学者对这一方法存在质疑。研究目的是分析单基线PCT技术提取森林垂直结构剖面的原理\,方法与目前存在的问题。具体方法如下:①应用森林模拟数据提取不同森林场景平均后向散射能量垂直分布;②采用PCT技术获取模拟场景尺度森林垂直结构剖面(相对反射率垂直分布);③分析平均后向散射能量垂直分布与森林垂直结构剖面的异同;④总结森林垂直结构剖面含义及物理意义。结果表明:PCT技术重建的森林垂直结构剖面能够近似表征平均后向散射能量垂直分布轮廓;不同极化方式其森林垂直结构剖面与平均后向散射能量垂直分布也不同;平均后向散射能量垂直分布包含更多的细节信息。