四阶模型的多接收阵合成孔径声呐距离-多普勒成像算法

该文以多接收阵合成孔径声呐(Synthetic Aperture Sonar, SAS)中任意一个接收阵元和发射阵组成的子系统为研究对象,采用四阶泰勒多项式近似其具有双根号形式的斜距历程,利用级数反演方法和相位驻留原理推导了子系统的2维频域系统传递函数,并在此基础上提出一种适用于宽波束和长接收基阵情况下的距离-多普勒成像算法。该方法先对各子系统的回波数据进行成像处理,然后对所有的子图像进行相干叠加以获得所需的高分辨SAS复图像。通过仿真实验和实测数据的验证,证明了该方法的有效性。     

发射站固定的双站合成孔径声纳成像研究

本文建立了发射站固定的双站合成孔径声纳模型，在分析了“停-走-停”假设引起相位误差的基础上，提出了对误差补偿的方法，研究了双站SAR距离-多普勒算法，并提出了基于该算法的双站SAR成像方案，最后给出了有关计算机仿真结果，实现了双站SAR对点目标的成像，     

基于参考距离史的多子阵SAS成像算法

为了解决现有多子阵合成孔径声呐(SAS)成像算法忽略了"非停走停"时间的孔径依赖性带来时延误差的问题,该文提出一种基于参考距离史的多子阵SAS成像算法.首先利用参考子阵与各子阵之间的平移关系,推导每个子阵的近似距离史,解决"非停走停"时间的孔径依赖性需要被近似的问题;然后将每个子阵信号搬移至相同的波束中心距离后,通过方位重构方法将欠采样的多子阵信号转变成满足采样定理的等效单基站信号,再用单基站成像算法处理得到多子阵SAS的成像结果;最后通过仿真实验和实测数据检验算法的有效性.     

基于参考距离史的多子阵SAS成像算法

为了解决现有多子阵合成孔径声呐(SAS)成像算法忽略了"非停走停"时间的孔径依赖性带来时延误差的问题,该文提出一种基于参考距离史的多子阵SAS成像算法.首先利用参考子阵与各子阵之间的平移关系,推导每个子阵的近似距离史,解决"非停走停"时间的孔径依赖性需要被近似的问题;然后将每个子阵信号搬移至相同的波束中心距离后,通过方...     

基于GPU的圆迹视频SAR实时成像算法

视频SAR要求高分辨率实时成像,很多成像算法在高分辨率成像时,算法复杂度较高,使用中央处理器（CPU）处理无法实时成像。为解决这一问题,该文提出了一种基于图形处理器（GPU）的圆迹视频SAR实时成像算法。该算法首先根据帧率与重叠率的关系截取回波数据,然后将极坐标格式算法（PFA）中传统的两维插值用效率更高的Chirp Scaling操作代替,并且利用3种优化技术对PFA的GPU实现进行加速。实验结果表明,该文所用成像算法帧率能达到5Hz,满足视频SAR实时成像的速度要求。     

宽带多子阵合成孔径声呐成像误差补偿研究

多接收阵合成孔径声纳成像中,在距离多普勒域作由非停走停近似引起的方位走动的补偿对于窄带多接收阵成像是满足要求的,但对于宽带成像,则会引起很大的系统相位误差,从而造成成像的散焦。指出了窄带系统误差的近似补偿不适用于宽带成像的原因,并随后给出了适用于宽带的多接收阵系统误差的时域补偿方法。     

改进的FMCW SAR距离-多普勒成像算法

调频连续波合成孔径雷达（FMCWSAR）具有体积小、重量轻、成本低、分辨率高的优点而受到越来越广泛的关注。文章介绍了FMCWSAR的去调频信号模型和成像几何模型,重点推导了改进的距离一多普勒算法的流程,定量分析了斜置项和剩余视频相位项（RVP）对成像的影响,并给出了精确成像所需的方位向匹配滤波函数的改进方法,最后通过仿真验证了该算法的正确性和可行性。     

调频连续波SAR距离—多普勒成像算法研究

调频连续波合成孔径雷达(FMCW SAR)是一种新体制成像雷达,具有体积小、重量轻、分辨率高、功耗低和低截获等一系列优点。通过理论推导,详细介绍了FMCW SAR在不同成像条件下的去调频信号模型,并在此模型的基础上推导分析了距离—多普勒(Range-Doppler,RD)成像算法的流程,给出了精确成像所需的方位向匹配滤波器。通过仿真对算法的正确性和可行性进行了验证。     

逆合成孔径声纳的点目标成像

合成阵列声纳包括合成孔径声纳（SAS）与逆合成孔径声纳（ISAS）。它是一种新型的水下成像声纳,是水声技术的重要研究方向之一。详细介绍了基于转台理论的逆合成孔径声纳技术的基本原理,研究了逆合成孔径声纳的系统构成和参数选取方法,分析了逆合成孔径声纳的方位分辨率和距离分辨率,并且在限定的约束条件下,对点目标的ISAS成像进行仿真,取得了良好的结果。     

一种基于分段DPC和拟合的合成孔径声呐运动补偿方法

为了解决大测绘带条件下合成孔径声呐的运动误差在斜距向上的空变性会影响运动补偿效果的问题,该文提出了一种基于分段的偏移相位中心(Displaced Phase Center, DPC)算法和拟合的运动误差估计及补偿方法。该方法首先对原始回波数据在斜距向上进行分段,利用DPC算法估计各个子段的斜距运动误差,其后利用最小二乘方法对声呐运动的横荡误差和升沉误差进行估计,最后对不同斜距上的原始回波数据做逐点非均匀运动补偿处理。仿真和湖试数据处理结果证明了该方法的有效性。     

基于惯性测量系统的合成孔径声呐运动补偿

运动补偿是实现高分辨率合成孔径声呐(SAS)成像的关键问题之一,该文研究了基于惯性测量系统的合成孔径声呐运动补偿过程。提出了一种改进的基于实际航迹的逐点补偿成像算法,该算法解决了传统的逐点延时相加成像算法不能直接应用测量数据进行运动补偿的问题。最后,通过仿真和湖试实验,验证了算法的有效性。     

一种基于模型的合成孔径声呐图像目标快速识别方法

针对基于合成孔径声呐(SAS)图像目标识别的先验模板获取困难、运算复杂度高的问题,该文提出一种基于模型的改进型相关快速识别方法。首先,基于构造凸壳估计目标姿态角,实现目标成像几何关系的估计;其次,提出改进的基于隐藏点移除的目标图像快速生成方法,可实时得到各备选目标对应成像几何关系的仿真图像;进而基于图像相关实现目标图像识别;最后,仿真实验证明了算法的有效性。仿真实验结果表明,相比于常规的直接模板识别方法,该方法识别率高,计算速度快。     

基于二次距离压缩的双基地合成孔径雷达斜视成像算法

根据Tandem模式双基地SAR几何关系及其信号模型,该文给出了一种适用于该模式下的基于二次距离压缩的斜视成像算法,成功地解决了由于接收、发射平台分置而产生的不同于单基地SAR的二次距离压缩、距离徙动校正和方位聚焦问题。仿真表明在任意双基地角情况下,该算法均能得到很好的成像结果。     

基于改进SSD的合成孔径声呐图像水下多尺度目标轻量化检测模型

针对轻量化目标检测模型SSD-MV2对合成孔径声呐(SAS)图像水下多尺度目标检测精度低的问题,该文提出一种新的卷积核模块-可扩张可选择模块(ESK),ESK具有通道可扩张、通道可选择和模型参数少的优点。与此同时,利用ESK模块重新设计了SSD的基础网络和附加特征提取网络,记作SSD-MV2ESK,并为其选择了合理的扩张系数和多尺度系数。在合成孔径声呐图像水下多尺度目标检测数据集SST-DET上,SSD-MV2ESK在模型参数基本相等的条件下,检测精度比SSD-MV2提升4.71%。实验结果表明,SSD-MV2ESK适用于合成孔径声呐图像水下多尺度目标检测任务。     

一种改进的被动合成孔径算法用于舰船辐射噪声检测

舰船辐射噪声在低频段具有稳定的线谱成分,利用该线谱成分可以实现对水下目标的检测。被动合成孔径声呐(Passive Synthetic Aperture Sonar, PSAS)技术是对小孔径基阵沿直线运动接收到的信号进行孔径合成处理,以时间增益换取空间增益,进而提高对弱目标信号的检测能力。该文中提出一种改进的被动合成孔径算法较之常规孔径合成算法不要求阵元相互重叠,综合考虑接收阵元在时间域和空间域上变化,分时间段进行处理,继而可直接进行时延补偿,理论分析结合实际仿真、海试数据综合验证算法及其性能。研究表明：改进的被动合成孔径算法具有一定有效性和可行性,且便于工程实际应用。     

SAR图像压缩采样恢复的GPU并行实现

压缩采样(CS)技术被尝试应用于合成孔径雷达(SAR)图像的压缩。然而,高分辨SAR图像数据量大,导致压缩采样后的恢复过程计算量大,传统的中央处理器(CPU)无法实时成像。为解决这一问题,该文在图形处理器(GPU)平台上设计了CS的并行方法,并实现了SAR图像压缩。实验结果表明,在保证SAR图像压缩性能的前提下,该文设计的GPU并行处理速度能够提高到CPU串行处理的8.8倍。     

圆迹SAR极坐标格式算法研究

 该文提出一种新的用于圆迹合成孔径雷达(Circular Synthetic Aperture Radar, CSAR)成像的极坐标格式算法。在CSAR模式下,点目标的波数域3维频谱为3维曲面。根据这一特点,算法采用逐高度平面成像的方法最终获得3维图像,即通过参考函数相乘,将频谱投影到2维平面,既避免了高度向的插值,又保证了算法的精确性。并且该算法通过两步相位补偿操作校正了越距离单元徙动的高次项,扩大了有效成像范围,避免了场景边缘目标的散焦。最后,点目标仿真验证了该算法的有效性。