双发模式下视三维SAR成像方法研究

在合成孔径雷达(SAR)成像优化过程中,由于受到地形环境噪声的影响,使成像模糊和信息丢失,利用阵列天线SAR(LA-SAR)进行成像是一个不错的解决方法。然而传统的单发模式要求有足够多的阵元以满足空间采样率的要求,工程实现的难度较大。为解决上述问题,提出了一种采用正负斜率线性调频信号的双发模式下视三维SAR成像新方法,可以大幅减少天线阵元的数目,提高雷达平台的空间利用率,有效降低工程实现的难度。分析校正了俯仰向的距离徙动因子,给出了双发模式下回波信号的处理方法。进行仿真的结果证明了改进的三维成像方法对成像优化的有效性。     

线阵 SAR 三维成像分辨率分析

研究阵列无线 SAR 系统优化问题,关于线阵合成孔径雷达(SAR)使用阵列天线获取观测目标不同入射角的回波信号,能够实现对目标的三维成像.为了获取高分辨率的三维成像结果,研究了线阵 SAR 三维成像分辨率与观测几何的关系.采用线阵 SAR 实现三维成像的信号模型,得到了与线阵 SAR 几何相关的三维分辨率,根据高度向分辨率随着参考视角和线阵角度的变化,得到在线阵角度的三维成像分辨率.并运用运用 MATLAB 仿真平台进行了线阵 SAR 三维成像仿真,结果表明目标三维成像得到了高分辨率的结果.     

基于SQP算法的SAR成像导引头三维弹道优化

弹载SAR平台轨迹的设计是研究弹载SAR成像算法的前提。为了在满足SAR成像条件的同时降低导弹打击时间,需要对SAR成像导引头的弹道进行优化。该问题属于非线性最优控制问题,本文采用序列二次规划(SQP)优化算法进行求解。首先以波束驻留时间最小为指标函数,导弹俯仰、偏航加速度为优化变量,建立了SAR成像导引头三维弹道优化模型,模型的约束包括SAR成像约束、过载约束和导弹飞行高度约束。然后,将原最优控制问题进行参数化,转换成非线性规划问题,利用SQP算法进行求解。参数化时,离散节点越多,得到的非线性规划问题规模越大,求解速度就越慢。仿真结果表明,SQP算法能够有效解决SAR成像导引头三维弹道优化问题,得到的解满足模型约束。     

合成孔径雷达及其干涉技术研究进展

合成孔径雷达(Synthetic aperturer adar,SAR)能够在全天候、全天时条件下对地面进行大范围测绘,是现代民用遥感和军事侦察中的重要手段。本文回顾了SAR及干涉合成孔径雷达(InSAR)技术的历史,叙述了SAR由非聚焦到完全聚焦,由光学处理到全数字式处理,由二维测绘到干涉三维测绘的发展历程。通过例举典型系统,介绍了国外机载、空载SAR和InSAR技术的现状,并对我国近年来在该领域取得的进展作了简要介绍。最后,本文给出对SIR—C／X—SAR采集的航天飞机SAR数据处理所得到的成像结果。     

雷达遥感的地质学应用及其进展

合成孔径雷达(SAR)遥感以其独有的全天时、全天候观测能力和对地表的穿透性及形态探测能力,特别是现在新型成像雷达技术的发展,使之在地质学应用中具有独特的优势。结合SAR应用技术的发展阶段,即由单波段单极化到多波段多极化,再发展到现在极化测量和干涉测量阶段,综述了成像雷达遥感在地学中的应用,特别是对新型成像雷达技术(极化雷达、干涉雷达)的地学应用作了介绍。     

星载SAR成像处理器中转置存储器的FPGA实现

论述了合成孔径雷达(Synthetic aperture radar,SAR)成像处理器转置存储器(Corner turning memory,CTM)的功能和原理,提出了一种基于FPGA的星载SAR成像处理器CTM设计方案,分析了系统的参数及输入输出接口时序,给出了详细的硬件实现,并进行了功能和时序仿真。方案主要部分由一片XC2V500 FPGA和三片K6F3216T6M SRAM组成,采用三页式结构和输入输出并行处理方法,考虑了星上环境条件对器件的限制,可以实现星上SAR实时成像处理器的CTM系统。实验结果表明该CTM系统可行。     

极化SAR海面船只检测技术的研究进展

极化SAR技术是近年SAR领域的研究热点。首先介绍了不同极化方式对船只、海洋杂波以及船只尾迹在SAR图像上的成像影响,详细概括和总结了目前应用于海洋船只监测的各种极化SAR技术特点,最后分析了极化SAR海洋船只监测技术的应用前景。
     

匀速运动目标的聚束SAR成像特征分析

运动目标的合成孔径雷达(SAR)成像特征是SAR/GMTI系统中进行运动目标检测和成像的基础.以往研究都是在两维可分离条带SAR成像算法条件下讨论目标运动对成像的影响,而很少考虑高分辨聚束SAR成像算法处理后运动目标的成像特征.本文推导了两种典型高分辨聚束SAR成像算法(RMA和PFA)处理后的动目标误差谱表达式,并在此基础上从目标几何定位误差、残留距离徙动和散焦等方面给出了完整的聚束SAR运动目标响应特征分析.最后通过仿真数据处理验证了分析结果.     

SAR卫星成像任务规划的DHIP方法

合成孔径雷达(SAR)卫星的出现为获取地球空间信息提供了重要手段,本文研究的即是SAR卫星成像任务规划问题.首先描述了SAR成像卫星的一般工作流程,说明针对可见光卫星进行成像任务规划的方法不再适用于SAR成像卫星任务规划;然后归纳了影响SAR卫星成像的主要约束.在此基础上,提出了双层插入规划(DHIP)方法,该方法将待...     

基于雷达散射特性的复杂目标SAR图像仿真

高频区复杂目标宽带雷达特征信号仿真,尤其是两维SAR图像的仿真对雷达目标识别和SAR图像解译具有重要意义.根据复杂目标三维模型运用物理光学(PO)法与增量长度绕射系数(ILDC)法结合的改进图形电磁算法快速计算目标雷达散射截面,而后通过对不同SAR成像模式的研究建立SAR仿真成像系统,从而分别仿真得到StripSAR、SpotSAR、ISAR图像.仿真结果与真实图像相比具有较好的相似度,验证了方法的有效性.     

极化SAR图像地物分类方法综述

极化合成孔径雷达(Polarimetric Synthetic Aperture Radar, PolSAR)是一种微波成像雷达, 它不受天气、光线以及云层的影响, 能够实现全天时、全天候的成像. 因此, 极化SAR图像已经成为遥感图像地物分类的主要数据源之一. 本文从技术方法的角度出发, 论述了近年来国内外极化SAR图像地物分类的方法及应用, 从技术原理、实验效果等方面进行介绍, 并对极化SAR图像地物分类的发展趋势进行分析.     

基于云计算的医学影像处理与3D打印平台

随着现代计算机辅助技术与医学成像系统的发展,临床医生对医学影像处理、三维可视化以及新兴技术的引入提出了更高的要求。医学影像处理软件,作为满足以上临床需求的主要手段,成为了近年来的研究热点。本文介绍了一款自主研发的、基于云计算的医学影像处理与3D打印平台。该平台不仅实现了云端数据管理、模型重建、三维可视化、手术规划、3D打印与工程服务等诸多功能,还充分预留了下一代应用如手术导航与混合现实的开发接口。     

建筑物目标高分辨率SAR图像模拟方法

随着TerraSAR-X,Cosmo-SkyMed和Radarsat-2等高分辨率合成孔径雷达(SAR)卫星系统的升空,星载SAR图像空间分辨率达到了米级。在这些高空间分辨率SAR图像中,单个建筑物结构的散射特征能够得到明显的展现,推动了SAR在城市监测中的应用。而城市环境的复杂性给SAR图像的解译和应用带来了巨大的挑战,由于SAR图像模拟有助于图像的解译和应用,因此城市目标高分辨率SAR图像模拟成为一个研究热点。提出了一种基于射线追踪法的图像模拟方法,它能够模拟城市目标SAR图像上叠掩、阴影和多次散射等主要特征,非常有利于SAR图像的解译。该模拟方法首先构建虚拟SAR传感器,发射电磁波射线与场景中三维模型相互作用,并接收回波信号成像,电磁波的传播以及与场景的多次散射在整个过程中都能够被追踪。为了评价该模拟方法的有效性,首先通过模拟平顶屋、尖顶屋模型的SAR图像,然后选择国家体育馆和大场景小区三维模型作为输入,将生成的模拟图像与真实TerraSAR-X聚束模式图像进行比较。结果表明:该模拟器能够模拟城市目标的散射特征并应用于图像的理解和变化检测。     

简缩极化SAR数据信息提取与应用

全极化(FP)成像模式丰富了合成孔径雷达(SAR)数据的信息量,在地物分类、环境监测、目标探测等领域取得了广泛应用,但是全极化系统受设计和维护复杂度、功率消耗、覆盖范围和数据下传等因素影响,制约了全极化SAR的应用.简缩极化(CP)SAR系统不仅降低了全极化SAR系统的复杂度,还能在一定程度上保持全极化信息,在森林参数反演、地物分类、目标检测等领域已取得了初步的成果.本文简要介绍了简缩极化SAR系统的基本原理,阐述了简缩极化SAR的全极化信息重建及分解的主要方法,并总结其近十年的主要研究成果,最后给出了其发展趋势.     

基于合成孔径雷达回波数据的海岸线提取方法

合成孔径雷达(synthetic aperture radar,简称SAR)通过对地面目标的多次照射来提高方位向上的目标分辨能力,由此使现有的SAR目标检测算法通常是一个基于SAR图像的"后处理"过程.在分析各种成像算法和现有的一些典型SAR目标检测算法的基础上,提出了一种在非成像状态下进行海岸线提取的新方法,把成像处理与目标检测问题有机地结合起来.通过真实星载SAR回波数据应用实验,证明了直接利用SAR回波对海岸线检测的有效性.     

成像雷达遥感的生态学应用

成像雷达(SAR)遥感具有独特的全天时、全天候及对地物的穿透性与形态探测能力。尤其是近年来新型成像雷达遥感(极化、干涉)及数据处理技术的发展,从SAR遥感影像上获得的地表信息越来越多,这些为进一步推进成像雷达遥感数据在生态学中的应用提供了基础。总结了成像雷达遥感在陆地生态环境系统中的4类典型应用:①土地覆盖分类与植被制图;②估计森林生物量;③洪泛区与湿地监测;④其它生态环境变化过程的探测。最后分析了不同生态学应用中SAR系统参数的最优配置,这对于我国开展成像雷达遥感在陆地生态环境监测中的应用具有非常重要的参考意义。     

合成孔径雷达(SAR)实时成像仿真研究

进行合成孔径雷达（SAR）成像仿真是研究成像雷达的一个重要手段。该文在分析SAR成像仿真机理的基础亡,提出了一种利用视景仿真软件Vega进行SAR实时成像的仿真方法。该方法在建立场景模型的基础卜,利fEH场景纹理材料的物理属性数据及雷达参数计算雷达散射截面（RCS）,再把RCS值输入一个能模拟雷达真实设备的传感器模型,就得到SAR实时仿真图像。为了满足SAR成像仿真的需求,对Vega软件中的纹理材料数据库文件进行了修改,建立了新的纹理材料数据库文件。仿真结果表明新方法能较好地满足SAR实时成像仿真需求,有助于促进SAR成像实时仿真技术的发展。     

双站聚束SAR极坐标格式成像算法

双站聚束SAR(Synthetic aperture radar)相对于双站条带SAR可以达到更高的方位分辨率,其成像算法受到越来越多的关注.本文介绍了双站聚束SAR成像几何关系,建立了回波信号模型,从Dechirp后的回波数据域出发,提出了一种适合双站聚束SAR的极坐标格式成像算法.该PFA算法采用斜视坐标旋转及沿视线方向的极坐标插值LOSPI,更好地利用空间域数据,适用于正侧视和斜视模式成像.最后分析了距离弯曲对成像区域的限制,以及残余视频相位误差对成像性能的影响,并将此算法与不进行Dechirp的PFA算法相比较.实验结果表明该方法降低了数据率和运算量,算法有效、可靠.     

一种去除回波频谱调制的直升机SAR成像方法

直升机机载合成孔径雷达(Synthetic aperture radar,SAR)信号受到主旋翼遮挡和直升机振动的调制,给合成孔径成像造成很大影响。本文采用时频分析方法对调制产生的原因和特征进行分析和研究,提出利用去斜后的方位相位误差作补偿,再进行相位梯度自聚焦(Phase gradient autofocus,PGA)处理,实现调制雷达回波的高质量SAR成像。实测数据表明,本方法较好地解决了回波调制情况下的成像问题,对直升机平台SAR成像具有重要的参考价值。     

基于FPGA实现的星载SAR实时成像系统研究

针对星载SAR实时成像处理的研究目前主要集中在实时成像运算器(SAR processor),而未见到实时成像系统(SAR imaging system)的研究,提出了一种CS算法的星载SAR实时成像系统的体系结构,并基于FPGA实现了原型系统,该体系结构可以自主完成星载SAR实时成像,并具有良好的可扩展性,利用模拟信号源和高速数据记录仪对原型系统验证,1个信号处理单元在50MHz工作频率下,约11s内完成16384×16384个样本的星载雷达原始数据的成像处理,用4个信号处理单元就可达到为PRF为2000Hz的星载SAR的1:1实时成像要求.