基于正则总体最小二乘的SAR系统运动误差估计方法

机载合成孔径雷达（SAR）平台在飞行过程中的航迹误差导致实际成像结果的分辨率下降,利用雷达回波数据提取运动误差是运动补偿的重要手段。通过对运动误差提取算法的研究,提出了一种基于正则总体最小二乘的估计方法。该方法综合考虑了各距离门相位估计误差的异方差性、空变误差模型的系数误差以及模型自身存在的病态性几方面因素,在运动误差估计过程中结合误差加权、正则总体最小二乘处理思路消除偏差异方差性,减小系数误差和病态的影响,并在正则处理过程中引入L‐曲线法实现正则参数的自动选取。实验结果验证了该方法对运动误差估计的准确性和有效性。     

SAR信号在距离多普勒域和二维频域中的频谱分析

合成孔径雷达的回波信号是SAR成像等一系列处理的基础,通过对SAR信号频谱的分析有利于脉冲压缩即匹配滤波器的设计,SAR信号频谱是目前较为精确高效的成像算法如RDA、wKA、CSA的理论基础。通过对频谱的分析有利于SAR成像中距离徙动、多普勒模糊等问题的解决。重点分析、详细推导了SAR信号在距离多普勒域及二维频域中的频谱表达式,深刻理解傅里叶变换的本质作用;最后利用Matlab对单个点目标分别在零斜视角、非零斜视角下的接收信号特性进行仿真,理论和实验分析SAR信号在这两种域的频谱性能。     

基于压缩感知的SAR宽带干扰抑制方法

压缩感知合成孔径雷达成像能够利用较少的观测数据清晰的恢复目标图像,但当回波中存在宽带压制干扰时,会严重破坏场景稀疏性,造成成像质量恶化。研究了一种基于选择性测量的自适应压缩感知宽带压制干扰抑制方法,通过构造一种压缩域投影滤波器并结合噪声联合检测算法,自适应感知干扰的位置信息,对合成孔径雷达（SAR）回波信号进行选择性测量,从“源头”上避免了干扰对SAR目标回波信号稀疏性的影响。仿真结果表明,该方法在减少SAR系统处理数据量的同时,使SAR成像质量明显提高,证明了该方法的有效性。     

基于GPU的机载高分SAR运动补偿和自聚焦

对于高分辨率宽测绘带机载SAR,载机平台运动误差导致的相位误差具有严重的距离向空变性,因此在距离向采用了分段相位梯度自聚焦(PGA)算法来提高聚焦性能。然而传统的基于CPU的处理平台已经不能完全满足大量回波数据和复杂算法的快速处理。论文中针对机载高分SAR,提出适用于机载高分SAR的改进的距离向空变PGA算法。基于CPU+GPU的协同架构,改进的自聚焦算法和惯导运动补偿都得到了最大的并行优化。实验结果显示,该改进方法在并行平台上能够达到48倍的加速比的提升。     

地形数据误差对宽波束SAR运动补偿的影响

随着合成孔径雷达(SAR)技术的发展,各种应用如重轨干涉、差分干涉等,对雷达图像的要求也在变高.在机载SAR系统中,随着波束角变宽,传统的基于平地假设的运动补偿算法,已经无法再满足应用需求,需要使用外部DEM才能得到好的补偿效果.本文主要研究外部DEM精度对宽波束SAR运动补偿的影响,分析了不同高程误差条件下,由运动误...     

微波三维成像离散点目标回波数据模拟

成像雷达一般可分为合成孔径雷达(SAR)和逆合成孔径雷达(ISAR).研究目标的RCS特性当前普遍应用ISAR成像技术,而这些目标的成像能力都依赖于目标的回波信号.在ISAR三维成像理论的基础上,模拟离散点目标的回波信号,为三维成像软件提供三维空间的模拟数据,用来验证成像软件的正确性.基于已有的一维和二维成像软件对模拟数据进行了分析.从三维数据中提取出一维和二维数据,成像结果证明了模拟数据在一维和二维的有效性,从而保证了模拟数据三维成像可靠性.     

一种基于参数估计的运动舰船SAR成像方法

海面舰船不仅存在自身动力带来的平移运动,还受风浪等影响存在摇摆运动和振荡运动等复杂运动形式,传统SAR成像算法难以获得聚焦舰船图像,首先建立了海面振荡舰船和摇摆舰船的SAR成像几何模型,在此基础上了推导并分析了回波信号特点,针对回波特点提出了基于附加多普勒参数估计与补偿的舰船成像方法,使用平滑伪魏格纳分布（SPWV）提取并估计附加多普勒参数,能够明显改善振荡舰船和摇摆舰船SAR成像的聚焦效果,最后通过仿真实验证明了该方法的有效性。     

运动误差对机载SAR定位精度的影响

定位精度是合成孔径雷达(SAR)系统的一项重要指标.本文在影响SAR定位精度的诸多因素中,主要研究了运动误差对定位精度的影响问题.首先建立了SAR定位模型,然后从成像的角度分析了距离向运动误差和方位向运动误差对定位精度的影响,推导了运动误差影响定位精度的数学表达式,对影响SAR定位精度的雷达参数进行了分析,并进行了仿真实验.仿真结果表明:距离向速度误差是影响SAR定位精度的主要因素,定位精度还与斜视角和飞行速度有关.本文可为SAR系统定位精度指标设计提供理论支撑.     

一种新的SAR窄带干扰抑制方法

合成孔径雷达易受电视网、通信网等无线设备的电磁干扰,严重影响成像质量。本文在分析SAR受到的干扰特点和信号模型的基础上,提出了一种基于压缩感知的SAR窄带干扰抑制方法。该方法根据SAR回波信号和窄带干扰信号在Chirplet字典上的调频斜率参数不同,在SAR回波信号重构过程中对干扰信号进行筛选并抑制,再把去除干扰后的压缩数据利用常规SAR成像算法进行成像。仿真结果表明,该方法不仅能有效抑制窄带干扰,而且大大减少了SAR系统成像处理的数据量,验证了本文所提方法的有效性。     

基于USB的主动太赫兹成像电路设计

简要介绍了一套针对双波段主动太赫兹无损检测系统研制的基于USB通信的电路系统.该电路系统可通过控制二维扫描机构实现太赫兹无损检测系统的二维扫描,利用双波段太赫兹探测器接收经目标反射的由双波段太赫兹源辐射的太赫兹信号,并对该信号利用过采样方式实现数据采集,通过USB实现数据的上位机传输,并最终利用频域滤波和小波变换等图像处理技术实现主动太赫兹成像.成像结果表明,电路系统符合实际需求,双波段太赫兹无损检测系统可实现分辨率3 mm的无损检测,能很好地满足泡沫等非极性材料的无损检测的应用需求.     

基于改进的扩展波数域算法的SAR实时成像方法

波数域算法是一种精确的成像算法,但因其运算量较大而不能直接用于实时成像。文章在研究波数域算法和高精度运动补偿技术的基础上,提出了一种内嵌实时运动补偿方法的改进扩展波数域实时成像算法。与传统的扩展波数域算法相比,该算法具有更低的计算复杂度。最后通过点目标仿真进行了验证,结果表明,本方法能够用于斜视下的高分辨率SAR实时成像。     

基于SVA的斜视SAR图像旁瓣抑制算法

针对已有的空变切趾滤波(SVA)算法不能有效抑制斜视合成孔径雷达(SAR)图像旁瓣的问题,提出一种基于斜视谱矫正的斜视SVA算法,提高了SVA算法对斜视SAR图像的旁瓣抑制效果.首先分析了斜视SAR图像的频域支撑形状,给出SVA算法对于斜视SAR图像旁瓣抑制效果不良的原因;然后提出了斜视SVA算法,该算法通过斜视SAR图像的频谱矫正,将方位向旁瓣矫正到与雷达运动方向平行的轴向上,分别对距离向和方位向旁瓣进行SVA处理,得到旁瓣抑制之后的结果;最后通过仿真数据处理结果的验证了斜视SVA算法的有效性.     

改进的SAR图像干扰抑制算法

合成孔径雷达(SAR)图像中出现干扰条纹是由电视、广播和各类通信系统辐射源的频率在系统带宽内,造成接受的信号中混有干扰信号。由于这些干扰通常具有高于系统背景噪声的功率电平,会对SAR造成不同的影响。在某些系统中SAR信号在距离频域沿着距离向相邻的点会具有一定的相关性。如果某些频谱值被干扰信号污染,则可以利用它周围的点估计出该频段的信息。基于这一想法,提出一种干扰抑制算法,能有效的估计出被干扰影响的频谱信息。当频谱中干扰信号所污染的频段的个数较多时,相比传统方法,这种方法能更为有效地估计出原始信号。     

MEMS IMU随机误差建模在SAR运动补偿中的应用

随着SAR小型化发展趋势,低精度小型化微机电系统惯性测量系统（MEMS IMU）在SAR运动补偿中越来越受到重视。鉴于MEMS IMU 中随机误差较大,为提高其短时间内相对运动测量精度,从IMU测量误差对SAR成像的影响分析出发,采用基于时间序列分析方法对MEMS IMU中随机误差进行建模,并构建Kalman方程对IMU原始数据进行了滤波处理,减小了随机误差,从而降低随机误差在合成孔径时间内对SAR运动补偿的影响。机载SAR飞行试验数据处理结果表明,此方法能够有效的减小随机误差,提高SAR图像聚焦质量。     

相位梯度自聚焦算法在机载合成孔径雷达运动补偿中的应用

研究了机载合成孔径雷达运动补偿中可以补偿任意阶相位误差的相位梯度自聚焦(PGA)算法,提出一种PGA快速算法。与雷达成像算法结合后,图像测量精度得到提高。     

一种高分辨率机载SAR实时运动补偿系统设计

SAR系统要实现连续地实时成像,必须具备1套稳定可靠的实时运动补偿系统。本文设计了1种基于GPS和惯性测量器件组成的SAR实时运动补偿系统,该系统能够稳定地实时地输出载体的运动信息,不受目标场景约束,并且运算量适中,适合在飞机载体有限的体积、功耗约束下实现高实时性的运动补偿系统。实际的SAR载机飞行试验证明本文设计的实时运动补偿系统能够支撑SAR系统完成长时间连续的实时成像。