长序列星载合成孔径雷达数据层析处理技术

介绍了利用长序列星载SAR数据实现三维成像的基本原理,以及使用空间谱估计技术实现高程成像的信号处理方法.给出了实现三维成像的处理流程,重点分析了长序列星载SAR数据三维成像所面临的主要问题及其解决方法,即长序列星载SAR数据配准、相位补偿、基线估计以及高程成像等关键技术的解决方法.进行了星载多基线SAR数据的层析处理实验,并介绍了其它实验结果,最后讨论了多基线SAR层析的应用潜力和未来研究方向.     

基于 NSCT 域特征和 PCNN 的SAR 图像目标分割

针对 SAR 图像的目标自动分割问题,在分析非下采样轮廓波变换和脉冲耦合神经网络的基础上,提出了一种基于非下采样轮廓波域特征图和 PCNN 的 SAR 图像目标分割算法.对 SAR 图像经过 NSCT 分解后的高、低频图像分别运用不同方式进行处理.对低频图用 PCNN 进行分割以获取目标所在的区域,对高频子带构造了特征图,对特征图利用 PCNN 进行分割以获取目标的精细结构.利用 MSTAR 数据进行了仿真实验,并与基于模糊 C 均值的分割算法、基于马尔可夫随机场的分割算法进行了对比.实验结果表明,所提出算法对 SAR 图像目标的分割结果更为准确,同时较其它算法具有更强的抗噪性能,是一种有效可行的 SAR 目标分割算法.     

天文光谱仪非完整光斑导星定位算法

该文提出一种用于Tip/tilt导星跟踪校正系统的非完整光斑导星定位算法,解决常规导星定位算法无法满足天文光谱仪IMSP系统需求的问题。该算法结合图像预处理和目标星斑识别算法提取出包含目标光斑的感兴趣区域,基于峰值定位法选取非完整光斑中的一部分子图作为模板图,并利用归一化互相关法从完整光斑中找出与模板图匹配度最高的子图,根据匹配度最高的子图与模板图的相对位置以及完整光斑导星定位坐标实现非完整导星定位坐标的获取。实验结果表明：该算法的X轴方向绝对误差为0.29 px,Y轴方向绝对误差为0.02 px,平均处理时间为21.4 ms,满足IMSP系统的时效、精度和稳定性要求。     

基于亚马逊热带雨林的HY-2卫星微波散射计在轨测量性能分析

中国第一颗自主海洋动力环境卫星海洋二号(HY-2)卫星于2011年8月16日成功发射,其上搭载的Ku波段微波散射计可以提供海面风矢量信息。根据国际上对已发射星载微波散射计在亚马逊热带雨林的研究结果:散射计在该地理区域观测的后向散射系数随季节的变化在0.15 dB以内。本文对HY-2微波散射计2012—2013年的亚马逊热带雨林区域的观测数据进行了分析,结果表明HY-2卫星散射计在轨运行两年来的测量性能很稳定,其在亚马逊热带雨林的季节性变化特征与国际上的研究结果一致。     

基于GB-SAR的地面军事目标伪装性能检测及评估方法

为有效评估地面目标的伪装性能,提出了一种采用地基合成孔径雷达(Ground Based-Synthetic ApertureRadar,GB-SAR)模拟观测获取目标SAR信息的试验和伪装性能评估方法。该方法在分析伪装目标的SAR成像特性的基础上,采用地基机动平台上的SAR系统对地面伪装目标进行模拟卫星SAR观测几何的数据获取,在此基础上通过目标散射特性分析等实现伪装性能评估。首先分析了地基SAR系统模拟星载SAR侦察的必要性;其次,介绍了适用于模拟星载SAR观测的典型地基SAR系统组成。针对伪装性能评估,介绍了如何从目标特性的角度分析伪装效果的方法;并指出了该方法适用于多种雷达伪装设备的评估。     

环境一号卫星A/B星数据自动几何精校正设计研究

环境一号卫星A/B星是我国自主研制的小卫星星座,其在轨稳定运行近5年,并稳定获取了大量高质量的观测数据,实现对这些观测数据的几何精校正处理,对发挥环境星宏观、动态的生态环境监测有着重要意义。本文首先分析了环境一号卫星参数特点以及环境一号卫星2级数据(系统几何校正后的数据)的几何特点。基于此,设计了环境一号卫星各载荷总体几何精校正方法流程以及charge-coupled device(CCD)相机自动几何精校正方法。实际运行数据表明,该方法可以较好地实现环境一号卫星各载荷数据的自动几何精校正,环境一号卫星CCD相机自动几何精校正图像精度可达到2个像素以内,同星不同载荷图像之间自动匹配方法可以获取小于1个像素的图像匹配精度。     

一种星载合成孔径雷达数字成像算法

提出了一种星载合成孔径雷达数字成像抑制相干斑的算法--OMRD(Overlapped Multilook Range-Doppler)算法,该算法基于星载合成孔径雷达成像基本原理和传统的RD算法,通过距离向脉冲压缩,距离徙动校正,方位向合成孔径处理,去除相干斑噪声处理,实现了星载合成孔径雷达的数字成像,降低了相干斑噪声的影响,提高了图像信噪比.对ERS-1星载原始数据进行实验成像,得到了清晰的意大利罗马地区图像.实验结果表明,OMRD算法是一种有效的星载合成孔径雷达成像抑制相干斑的算法.     

基于部分散射系数矩阵的缺陷识别方法研究

为了在相控阵超声成像检测时实现缺陷的定性分析,采用部分散射系数矩阵表征传感器采集到的部分散射场信息,并利用部分散射系数矩阵图进行缺陷识别。以相控阵超声全阵列采集获取到的全矩阵数据为基础,结合声波传播过程的衰减性,采用逆向补偿的方法将全矩阵数据补偿到以缺陷为中心的同一圆周上,以此获取缺陷的部分散射信息,并采用部分散射系数矩阵来表征。通过分析缺陷的部分散射系数矩阵图特征,对缺陷进行定性分析和判别。采用此方法对两种典型的缺陷进行仿真实验,结果显示,部分散射系数矩阵图不仅对圆孔和裂纹两类不同缺陷表现出差异性,对同类型不同尺寸和不同角度的裂纹也有明显的不同之处,表明利用该方法可实现缺陷的定性识别。     

基于半变异函数及不变矩的SAR图像检索

本文针对图像检索中常见的旋转、反转问题,提出了一种基于半变异函数及Hu不变矩的SAR图像检索算法.用不同方向、不同步长的半变异函数值描述图像的空间连续性,计算各方向的加权半变异函数值,并以此确定空间连续主方向来调整半变异函数值的方向排列,使其具有旋转、反转不变性.引入12个Hu不变矩,结合排序后的半变异函数值作为SAR图像的特征向量,特征向量归一化后用堪培拉距离作为相似性度量函数.采用旋转、反转后不同场景的SAR图像进行实验,并与基于多尺度分析的检索算法对比,结果证明了本文方法的有效性.     

基于遗传算法与粒子群优化法的机载合成孔径雷达天线赋形波束综合

采用了遗传算法和粒子群优化法两种现代进化算法对赋形波束天线进行了综合,得到了很好的结果,并比较了两种算法的优缺点.首先通过对宽测绘带的机载合成孔径雷达距离向回波特性的分析,给出了天线距离向赋形辐射方向图表达式.接着利用两种现代优化算法结合谢昆若夫法对天线阵分别进行综合,得到了近似相等的天线各单元激励幅度和相位.然后选择5个单元激励并利用微带贴片天线阵列实现了赋形波束方向图,实验结果和理论优化结果基本吻合,从而证明了这两种现代进化算法对赋形天线方向图综合方法的有效性.