环视SAR几何失真校正误差分析及补偿技术研究

环视合成孔径雷达(circular-scan SAR)主要用于在导弹精确末制导中进行景象匹配,成像几何精度对最终的目标定位至关重要。由于GPS/IMU测量误差的存在,使得环视SAR在采用基于GPS/IMU的成像几何失真校正方法进行校正后图像仍存在一定的失真。该文分析了环扫天线扫描角度误差和天线相位中心(APC)位置测量误差对成像几何失真校正的影响,并针对环视SAR的特点提出了有效的基于数据的运动参数估计方法。实测数据处理结果验证了分析的正确性及补偿方案的可行性。     

弹载俯冲大前斜SAR成像几何校正参数误差影响分析

弹载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)成像需依托弹道参数完成斜距图像向地距图像的几何校正,在俯冲大前斜SAR成像模式下的几何校正性能对弹道参数的精度非常敏感。针对弹载俯冲大前斜视SAR成像模式下成像斜距图为距离多普勒类型图像的几何校正算法,从理论上分析了多维弹道参数误差带来的几何校正畸变量,通过仿真验证了算法及畸变量分析的有效性。该研究对雷达导引头的系统设计、目标识别技术需求等提供了理论依据,具有重要的工程应用价值。     

一种弹载条带式SAR成像方法

弹载条带式SAR信号特点表现为小的距离弯曲量,当分辨率要求不是特别高时,若最大距离弯曲量小于一个距离分辨单元时可忽略不计,而只考虑距离走动量的校正。针对这一特点提出了一种在频域对距离迁移的线性项即距离走动校正的成像方法,并提出了距离误差校正和图像几何校正相结合的方法,使得成像效率更高。仿真成像结果验证了该方法的可行性。     

弹载合成孔径雷达成像处理及定位误差分析

论文基于弹载合成孔径雷达（SAR）空间几何关系，描述了雷达信号数学模型；给出了弹载SAR成像方法；详细分析了弹载SAR水平初始方位角，载体速度的测量误差对于成像定位的影响；推导了各种误差影响成像结果的数学表达式；给出了非直线运动大下冲角情况下，误差分析的计算机仿真和在匹配制导中的实验结果。     

基于误差控制的SAR投影失真快速校正算法

随着合成孔径雷达(SAR)技术的发展和广泛应用,为了更准确反映场景信息,几何校正成为SAR图像处理过程中的重要内容.文中根据机载SAR成像机理,分析了引起机载SAR图像几何投影失真的原因,并估算出其失真量,针对传统的非线性校正方法,提出了一种快速高效的基于误差控制的动态分段线性校正算法.该算法在保证SAR图像校正质量的前提下,通过控制SAR图像校正误差,用线性处理取代了非线性逐点运算,使得校正算法的计算复杂度大大降低.文中还从理论上推导出最佳的分段校正长度计算方法,可校正过程中动态调整分段长度,保证校正质量和运算效率.最后通过仿真试验验证了该文法的有效性和实用性.     

基于SAR影像模拟几何校正算法参数误差影响分析

基于SAR影像模拟的几何校正算法以其不需要提供地面控制点、精确的成像参数以及所有操作可自动完成等优点,在SAR图像几何校正中受到了广泛的关注和应用。然而测量设备误差的存在,使得算法输入参数（航向角、飞行高度、近端斜距、DEM高程）存在误差,这会引起SAR模拟图像特征发生变化,严重时还会引起图像匹配参数（控制点）误差,降低几何校正精度。论文分析了算法输入参数和控制点对SAR影像模拟和图像匹配的影响,在此基础上完成了关于参数误差影响的较完整的分析,导出了一套相应的计算公式,弥补了现有文献中的一些空缺。      

一种星载SAR图像的系统级几何校正技术

在星历参数和星载SAR空间几何模型的基础上，本文实现了星载SAR图像的系统级几何校正，给出了一种基于空间几何模型的星载SAR图像像素定位技术，说明了经纬网中任意点所在距离线被雷达波束中心照射的时刻的估算方法。最后利用仿真数据验证了这种几何校正方法的有效性。     

环视SAR成像处理中的几何失真校正方法

环视合成孔径雷达（SAR）工作于波束扫描模式,雷达天线以垂直地面方向为轴线作圆锥扫描,实现对载机周围360°范围内的聚焦成像。为了研究环视SAR成像处理中几何失真校正问题,通过波束扫描至空间不同位置处的成像几何关系,分析了成像过程中引起几何失真的机理,提出了一种基于子图像素实际地理坐标的几何失真校正方法。利用文中给出的方法对实测环视SAR数据进行处理,得到无几何失真的SAR图像,证明该方法有效。     

俯冲弹道前斜视SAR图像几何校正算法研究

弹载合成孔径雷达(SAR)的成像结果受飞行轨迹的影响,会出现严重的几何失真问题。文中首先根据导弹俯冲运动特点,使用高阶逼近模型建立了SAR的回波模型;然后分析俯冲弹道前斜视SAR的几何关系,利用矢量表达式建立了目标坐标与图像坐标的关系,提出了一种适用于俯冲弹道前斜视SAR图像的几何校正算法;最后通过仿真实验验证了该算法的有效性。     

弹载曲线轨迹双基SAR反向滤波PFA成像与图像畸变校正算法

在弹载曲线轨迹双基SAR成像中,三轴速度与加速度降低了传统的双基等效斜距模型精度,也使得基于匀速直线平飞轨迹模型的极坐标格式算法(PFA)不再适用。受双平台加速度引入的空变运动误差影响,传统的分子块补偿方法会造成图像子块间地物景象不连续问题,影响后续的图像匹配应用。针对这些问题,该文提出一种新的双基SAR成像算法——反向滤波PFA算法(BFPFA),该算法是基于改进的通用化双基等效斜距模型(IGBERM),利用PFA插值将频谱投影到地距平面,通过构建空变相位误差与图像畸变联合补偿滤波器,并采用反向映射插值,实现在斜地转换过程中对运动误差、波前弯曲与图像畸变进行局部联合补偿,获得的无畸变双基SAR地距图更有利于后续的图像匹配应用。最后,仿真实验验证了所提算法的有效性。     

非平稳机载全极化SAR定量化测量误差分析及处理方法

即使SAR系统内外定标非常准确,在不同飞行条件下,机载全极化SAR测量精度仍然存在一定的变化,特别在非平稳及高波段时,精度恶化较为严重。针对该问题,该文首先建立了非平稳环境下全极化SAR误差模型,然后分析了分时收发体制下通道间轨迹的微弱变化对极化相位不平衡度的影响,指出随着波段的提升,相同运动误差导致的相位不平衡度相应加重,据此给出了相应的处理方法。最后通过仿真及高分航空专项S波段SAR获取的数据对该方法进行了检验,开展的多次应用示范,也验证了方法的有效性和稳定性。     

S波段高分辨宽幅SAR辐射定标及误差分析方法

合成孔径雷达(SAR)系统的辐射定标可以构建SAR图像与地物后向散射截面积(RCS)的关系,反演目标物理特性,满足SAR定量化遥感需求。相对于其它波段,S波段SAR的定量化遥感工作罕见报道。该文利用已知SAR及平台参数进行S波段SAR辐射定标处理,首先推得了图像像素值与目标后向散射系数的关系,接下来详细分析了各项误差对定标精度的影响,给出了天线指向误差对定标精度影响的解析表达式。该文的分析有利于建立各参数与辐射定标精度的关系,方便设计时候的误差分配。该文给出了草地、道路和平静水面的S波段后向散射截面积统计值。最终实际数据处理结果表明,该系统利用该定标方法可以在20°的视角范围内实现较高的绝对辐射精度。     

穿墙SAR成像中的墙体参数误差分析和估计

穿墙合成孔径雷达(SAR)成像中,图像的质量和可靠性由墙体参数决定。墙体参数估计误差会造成图像散焦和目标位置的偏移。分析了墙体参数估计误差对成像的影响,提出采用乘积型高阶模糊度函数(Product High-order Ambiguity Function, PHAF)算法来估计墙体参数的新方法。仿真结果表明,该方法能获得聚焦的SAR图像和较准确的墙体参数估计值。     

Study on the signature of ground moving target for airborne squint SAR imaging

Compared with the side-looking Synthetic Aperture Radar (SAR), the flexible beam-pointing of squint SAR makes great application value. This paper derives the image signature of the ground moving target after the processing of Range-Doppler (RD) algorithm, the SAR signatures of ground moving targets are analyzed, including the geometry correction, the offsets and defocusing in both range and azimuth direction. Finally, computer simulation results validate its effectiveness. The research results are especially significant for moving targets detection and parameters estimation in squint mode SAR.     

机载合成孔径雷达大斜视高分辨率重叠子孔径成像算法研究

该文提出了一种结合图像二维几何失真校正和空变相位误差补偿的大斜视、高分辨率机载合成孔径雷达重叠子孔径成像处理方法。其运动补偿过程不需要实时调整雷达参数,易于工程实现。整个成像处理过程融合了基于频谱分析的分步变换技术,以线性距离多普勒算法生成子孔径图像为前提,根据转台成像的基本原理,通过固定参考系下地理坐标的变换和定位,实现了不同子孔径图像之间散射点的距离和多普勒对准,并有效地补偿了空变剩余相位误差。点目标仿真和实测数据成像结果证明了该处理方法的有效性。     

基于距离走动校正的星载SAR成像算法

该文提出一种适合大距离徙动星载SAR的成像算法,该算法首先要对回波信号的距离走动进行校正,因而距离向和方位向的耦合度大大减小,成像质量得到提高。文中详细地推导出了该算法。然后对距离多普勒域的调频斜率的近似误差进行了分析,并与普通的斜视算法进行了比较。最后通过点目标成像仿真和实际数据成像仿真,验证了该算法的有效性。     

免疫克隆SAR图像分割算法

由于存在相干斑噪声的影响,使得常规的图像分割技术应用于SAR图像时,效果往往较差。该文提出一种新人工免疫系统SAR图像分割算法,算法首先提取每幅图像的纹理特征,并对其进行实数编码,然后通过借鉴生物学免疫系统的抗体克隆选择机理,构造适合于图像分割的克隆算子,以较快的收敛速度优化目标函数。实验结果表明,新算法是一种有效的SAR 图像区域分割方法。     

检测SAR图像中径向慢速动目标

该文提出了一种从SAR图像中检测径向匀速动目标的方法,将SAR图像信号在频域分为正频部分和负频部分,静止背景的正负频分布对称,而径向动目标的多普勒质心与静止背景相比有一频移,信号在正负频域能量分布不对称。将分开的正负频域信号分别回到时域成像,计算这两幅复图像对应位置的模差绝对值,可对消静止背景,突显出径向动目标。仿真数据表明本算法有效。     

有源干扰的能量在SAR图像中分布的研究

该文研究了对合成孔径雷达干扰中的能量问题, 提出了干扰能量的等同原则。指出如果雷达接收到相同能量的干扰,那么经成像处理后在雷达图像中的总干扰能量相同,不同相关性的干扰信号可以改变干扰能量在合成孔径雷达图像中的分布;这对选择合适的干扰方法和研制干扰系统具有参考意义。此外,文中还推导了合成孔径雷达干扰功率的计算公式。