主星带小卫星分布式SAR干涉的相对测高精度分析

相对测高精度是干涉SAR测高性能的重要指标之一。该文根据主星带小卫星分布式SAR系统的实际空间几何条件下建立了干涉测高原理;基于相对测高几何,推导了相对测高精度与干涉相位误差的关系式;理论分析了基线去相关、图像配准误差去相关、热噪声去相关等,并推导了图像相关系数;最后,仿真分析了图像去相关因素对于主星带小卫星分布式SAR干涉的相对测高精度影响。结果发现:对于平坦地形来说,热噪声与配准误差是影响相对测高精度的主要因素,而基线去相关影响相对较小。     

三星编队干涉SAR测高的星间相位同步链路设计

对于三星编队干涉合成孔径雷达(SAR)地形测高,文中利用精确的Hill方程对卫星相对轨道和星间基线进行定量分析。首先,根据沿航向基线和垂直航向基线的约束确定三星编队,并同时干涉测高的工作区间;然后,根据喇叭波束宽度和三星的相对位置关系,正确切换相位同步喇叭,建立主星和两颗副星间相位同步链路,以获取两颗副星SAR成像所需的相位同步信息。其结论可为多星编队干涉SAR系统设计提供有益参考。     

一种主星带小卫星分布式SAR系统的多基线干涉测高方法

针对主星带小卫星分布式SAR系统进行多基线干涉测高的优越性,本文提出了一种多基线干涉测高方法。先从干涉测高原理入手,分析特征量ψ对于绝对测高精度的影响;利用第三颗小卫星接收的回波得到另一个干涉相位,消除掉原来的特征量ψ,建立了多基线干涉测高原理,并推导了所有特征量对于绝对测高精度的误差传递;最后,仿真结果证明本方法是有效的。     

分布式卫星系统中干涉SAR测高精度分析

分布式卫星SAR系统是近几年提出的一种新的SAR系统,干涉SAR(INSAR)成像是该系统的主要工作模式。本文主要研究该系统中地球自转、分布式卫星系统环绕对INSAR测高精度影响,分析和推导了修正的成像公式及误差曲线。详细分析了不同纬度及不同环绕角时的测高误差变化。仿真结果表明:纬度越低、环绕角越大时,测高误差越大。赤道附近的测高误差最大。     

直接地理编码与星载干涉SAR测高不确定度的等效性分析

现有的考虑地球曲率影响的INSAR测高模型主要有星载干涉SAR测高模型和直接地理编码两种。星载干涉SAR测高模型首先利用SAR干涉获取非模糊干涉相位,然后根据考虑地球曲率的空间几何关系直接计算地形高度。而直接地理编码模型则是在SAR干涉获取非模糊干涉相位的基础上,利用两个斜距方程和一个多普勒方程给出地面点的3维坐标值。由于两种模型得到地形高程的途径不同,因此很难直接比较这两种模型的地形测高不确定度。该文在采用矩阵形式推导出直接地理编码模型地形高程不确定度显示表达式的基础上,通过引入斜距平面坐标系,定量化地证明了直接地理编码模型的高程测量不确定度公式与考虑地球曲率的SAR干涉测高模型的测高不确定度公式是相同的,从而说明了这两种模型在用于地形高程测量时具有相同的精度。最后采用计算机仿真验证了理论分析的正确性。     

分布式卫星的环绕对InSAR测高精度的影响

分布式卫星SAR系统是最近提出的一种新的SAR系统,该文结合干涉SAR(InSAR)技术,研究了该系统中InSAR成像所面临的问题,分析和推到了系统环绕引起的干涉相位、基线等参数的变化,以及对成像高度精度的影响,给出了相应的数学模型及关系曲线。分析结果表明随着环绕角度的增加,测高误差增大,必须对相位和基线进行合理修正。     

分布式星载干涉SAR中空间基线的分析和设计

分布式星载干涉SAR可以同时实现三维地形成像、洋流成像和提高空间分辨率等3种SAR于涉成像。其系统基线设计需要同时考虑这3种SAR干涉成像对基线的不同要求,所以比较复杂。该文在给出分布式小卫星被动稳定编队飞行的空间构形和3种SAR干涉成像对系统基线要求的基础上,提出了分布式星载干涉SAR基线设计中存在着3个制约关系;给出了协调这3个制约关系的一种设计准则,并在此准则下对一个L波段的分布式星载干涉SAR进行了系统基线设计。     

星载多站方位多通道高分辨宽测绘带SAR成像

结合数字波束形成技术,星载方位多通道合成孔径雷达(SAR)系统可以克服最小天线面积限制,实现高分辨宽测绘带(High Resolution and Wide Swath, HRWS)SAR成像。结合多站SAR系统即可实现高分辨干涉合成孔径雷达(Interferometric SAR, InSAR)地形测绘。该文通过分析星载多站模式下各接收通道接收回波的信号模型,推导得到了其相对于参考接收通道接收回波的通用相位补偿公式,该公式同时补偿了由沿航向和垂直航向基线引起的相位误差,然后对基于最优Capon法的多相位中心解模糊成像的保相性进行了分析证明,由此得到了解模糊后每个方位时刻回波所对应的卫星轨道信息,为后续干涉处理及目标定位等奠定基础,最后利用地球椭球模型仿真的星载双通道多普勒模糊回波数据验证了该文方法的有效性。     

干涉SAR三维地形成像数据处理技术综述

干涉合成孔径雷达（InSAR,Interferometric Synthetic Aperture Radar）三维地形成像技术能够提供精确的高分辨率地形高度信息,它在上世纪后期发展非常迅速,目前仍是SAR技术领域的研究热点之一。本文给出了干涉SAR三维地形成像数据处理流程及主要步骤,综述了图像配准、相位展开、基线估计以及高度计算等干涉SAR数据处理步骤实现算法的发展概况,比较了各种算法的优劣,最后分析了干涉SAR三维地形成像数据处理所面临的技术难点,并对未来的研究重点作了展望。     

运动补偿对机载SAR重轨干涉成像的影响分析

机载重轨干涉成像时,两轨数据需要选择平行的参考轨迹,以便保证补偿之后基线的稳定性。由于实际飞行轨迹与参考轨迹之间存在运动偏移,需要进行运动补偿。区别于机载SAR单轨运动补偿,选择平行的参考轨迹往往需要搬移较大的角度。为了定量分析基于搬移的运动补偿引入的残余误差对干涉成像的影响,建立了基于搬移的SAR成像模型,将搬移导致的影响等效为斜视角模型和斜距残余误差。随后推导了由"搬移"引入的残余误差对成像的影响,以及引入的相位误差对重轨干涉的影响,并通过仿真验证了理论推导的正确性。分析结果为机载重轨干涉对平台飞行控制要求提供了一种分析手段。     

分布式小卫星SAR回波信号的相关性

本文通过建立单视复图像信号模型,提出并推导了分布式小卫星合成孔径雷达(SAR)回波信号之间新的相关系数模型.根据干涉复图像对的相位差与相关系数之间的关系,定义了方位向相位新概念,提出了分布式小卫星SAR干涉复图像对的相位差的均值包括干涉相位和方位向相位两部分,为了防止方位向相位引起较大的干涉相位估计误差,必须在数据处理中引入去方位向相位处理新方法,并给出了去方位向相位处理的具体实现方法.最后,进行了计算机仿真处理,仿真结果验证了本文分析的正确.     

分布式小卫星合成孔径雷达的空间编队构形研究

合理的空间编队构形是实现分布式小卫星SAR系统功能的基础.着重讨论分布式小卫星合成孔径雷达(SAR)空间编队构形的设计问题.分析了实现三维地形成像、提高空间分辨率和动目标检测三种系统功能时,空间编队构形设计所需解决的问题,提出了进行分布式小卫星SAR空间编队构形设计的三个最优化准则,给出了空间编队构形的评估方法,并对现有的几种分布式小卫星SAR的空间编队构形进行分析.最后根据分布式小卫星SAR的空间编队构形,通过与单颗星载SAR回波信号相比较,分析了分布式小卫星SAR回波信号的特点,为其数据处理提供参考.     

EQUIVALENT BASELINE AND INTERFEROMETRIC PHASE OF CLUSTER SATELLITE SAR

The change of the equivalent baseline and interferometric phase of cluster SAR satellites is analyzed when the constellation circles around the Earth and the satellites rotate around the center at the same time. The letter provides assessment of baseline error and phase error which influence the precision of height measurement in the across-track interferometric mode. The mathematical model of cluster satellite movement is built, simulation analyses and the curve of height error are presented. The simulation results show that height measurement error can be compensated by the formulae derived in this letter, therefore, the Digital Elevation Models (DEM‘s) are recovered accurately.     

分布式小卫星SAR顺轨基线解耦合分析

地面动目标检测是分布式小卫星SAR研究的热点之一,但是分布式小卫星的空间构形导致混合基线的存在,使得地形变化和地面目标运动引起的相位难以区分以致从地面杂波中发现动目标非常困难。该文利用矢量法分析了基线耦合产生的原因,研究了一种能够实现顺轨基线解耦合的轨道构形,计算和仿真表明该文的方法能够有效地把影响动目标检测的垂直航迹基线引起的相位去除。     

基于中国剩余定理解分布式星载SAR-ATI测速模糊

分布式星载SAR系统利用沿航迹干涉对地面运动目标测速时,由于较长基线导致严重的测速模糊。该文在研究鲁棒性中国剩余定理的基础上,利用剩余定理在满足某些约束条件下得到唯一解的原理,分析了多基线和多频率分布式星载SAR-ATI系统解速度模糊的方法,同时推导了多基线和多频率的约束条件,以及最大测速值。仿真结果表明该文算法能有效地解分布式星载SAR-ATI系统动目标速度模糊,为分布式星载SAR系统设计与基线设计提供了一定的指导作用和参考价值。     

星载干涉SAR中的基线问题

基线在星载干涉SAR的系统设计和数据处理中起着非常重要的作用.本文比较全面地阐述了空间基线在星载干涉SAR中的作用.特别分析了星载干涉SAR中空间基线对SAR图像相关性、地距分辨率以及干涉SAR数据处理中的距离向平地效应和多视平均处理的影响.讨论了星载干涉SAR空间基线的设计问题,推导了空间最优基线的确定公式.最后进行了计算机仿真,仿真结果表明分析正确.     

Image autocoregistration and InSAR interferogram estimation using joint subspace projection

In this paper, we propose a new method to estimate synthetic aperture radar interferometry (InSAR) interferometric phase in the presence of large coregistration errors. The method takes advantage of the coherence information of neighboring pixel pairs to automatically coregister the SAR images and employs the projection of the joint signal subspace onto the corresponding joint noise subspace to estimate the terrain interferometric phase. The method can automatically coregister the SAR images and reduce the interferometric phase noise simultaneously. Theoretical analysis and computer simulation results show that the method can provide accurate estimate of the terrain interferometric phase (interferogram) as the coregistration error reaches one pixel. The effectiveness of the method is also verified with the real data from the Spaceborne Imaging Radar-C/X Band SAR and the European Remote Sensing 1 and 2 satellites.     

机载正侧视合成孔径雷达地面运动目标参数估计方法

 针对距离向速度估计中存在的模糊问题,提出一种利用目标距离包络的走动轨迹,通过Radon变换技术来无模糊地估计距离向速度的方法.针对距离向加速度影响方位向速度估计问题,提出了利用目标多普勒参数来估计运动目标真实合成孔径时间,通过真实合成孔径时间与方位向速度的关系来确定目标方位向速度.该方法能很好估计方位向速度而不受距离加速度的影响.所提方法适合于单/多通道系统.仿真和实测数据验证了方法的有效性.     

A new algorithm for surface deformation monitoring based on small baseline differential SAR interferograms

We present a new differential synthetic aperture radar (SAR) interferometry algorithm for monitoring the temporal evolution of surface deformations. The presented technique is based on an appropriate combination of differential interferograms produced by data pairs characterized by a small orbital separation (baseline) in order to limit the spatial decorrelation phenomena. The application of the singular value decomposition method allows us to easily "link" independent SAR acquisition datasets, separated by large baselines, thus increasing the observation temporal sampling rate. The availability of both spatial and temporal information in the processed data is used to identify and filter out atmospheric phase artifacts. We present results obtained on the data acquired from 1992 to 2000 by the European Remote Sensing satellites and relative to the Campi Flegrei caldera and to the city of Naples, Italy, that demonstrate the capability of the proposed approach to follow the dynamics of the detected deformations.     

双基线极化干涉合成孔径雷达的植被参数提取

由于单基线极化干涉SAR技术(如三阶段法、ESPRIT算法等)反演植被参数的方法受限于具有最小地体幅度比的观测数据,影响冠层或地表有效相位中心的估计,因此往往低估植被的高度。该文通过增加另一个基线的极化干涉SAR数据在一定程度上解决单基线反演技术存在的这个缺陷,并适当改进双基线极化干涉SAR技术,降低植被参数估计的动态偏差,最后用模拟数据和实际数据验证了该方法。