平台星历误差对星载SAR图像距离-多普勒定位精度的影响分析

定位精度是合成孔径雷达(SAR)系统的一项重要指标。本文从星载SAR图像的定位原理出发,对平台星历(位置和速度)误差对星载SAR定位精度的影响进行了详细分析和仿真计算,结果表明,除斜距测量误差、多普勒测量误差外,平台星历误差是影响星载SAR斜距-多普勒定位精度的一个主要因素。     

星载SAR系统设计与仿真

以星载SAR为应用背景,研制了星载SAR系统设计与仿真软件SARSIMS。SARSIMS可以完成不同波段SAR系统的总体参数设计、总体参数分析、回波仿真,条带、聚束和扫描成像模式的成像以及SAR系统的仿真。SAR系统设计的可视化是SARSIMS的主要特点,斑马图交互设计减少了设计难度和设计工作量,提高了设计效率,保证了SAR系统设计可以满足不同的要求。     

星载SAR图像距离-多普勒定位精度分析

定位精度是合成孔径雷达（SAR）系统的一项重要指标。文中首先从星载SAR图像的4定位原理出发,提出了距离-多普勒定位法的定位条件,并通过直接法得出了定位模型 然后对星载SAR的定位误差进行了详细分析和仿真计算,并对仿真结果进行了归纳总结。仿真结果表明,影响定位精度的主要因素是斜距测量误差、目标高度误差、平台星历（位置和速度）误差。而多普勒频率测量误差对定位精度影响则可忽略不计。     

利用机载SAR图像仿真星载SAR图像

简要介绍了现有的SAR图像仿真方法,提出了一种利用机载SAR图像进行星载SAR图像仿真的方法,对仿真原理进行了阐述,着重研究了图像几何特性、空间分辨率、噪声特性、辐射特性仿真的数学模型及设计流程,最后进行了计算机仿真。结果分析表明得到的仿真图像具有较高的逼真度,该星载SAR图像仿真方法是有效的。     

星载扫描SAR系统参数设计与仿真

本文系统地阐述了星载扫描SAR的基本工作原理,主要研究了扫描SAR各子测绘带信号参数的设计、距离与方位模糊以及噪声等效后向散射系数。然后基于Matlab的计算机仿真给出了一个星载扫描SAR系统参数的设计实例。在该实例中,根据卫星和雷达参数给出了波位设计、信号时序设计和模糊度、噪声等效后向散射系数的计算结果。仿真结果满足设计要求,为工程实践中的星载扫描SAR总体设计提供了参考。     

星载SAR自然地面场景仿真方法研究

本文对星载SAR图象仿真方法进行了深入地研究,基于分形理论、小面单元模型和陆地杂波散射特性模型提出了一种仿真自然地面场景星载SAR图象的实现方法.根据实地勘测的DEM数据进行计算机仿真,实验结果表明:利用本文方法仿真的星载SAR图象逼真地反映了自然地面场景的随机起伏特性和雷达图象特有的几何畸变现象,能够对星载SAR系统方案设计进行验证,对实现SAR卫星总体方案的优化设计具有重要意义.     

星载简缩极化SAR船舶目标检测技术研究

作为一种新兴的星载极化SAR系统,星载简缩极化（Compact Polarimetric）SAR能同时获取目标较丰富的极化信息和实现大幅宽观测,在海洋观测领域具有先天的优势。该文针对星载简缩极化SAR海上船舶目标检测应用,首先简要介绍了星载简缩极化SAR系统基本模式及发展,其次综述了典型的星载简缩极化SAR信息处理方法,在此基础上,重点分析比较了目前常用的星载简缩极化SAR船舶目标检测方法的特点,然后给出了作者研究小组在星载简缩极化SAR船舶目标检测方面的部分研究结果,最后分析展望了进一步研究方向。      

无人直升机大屏幕多通道视景飞行仿真技术

为了更好地演示无人直升机飞行控制的仿真效果,开发了无人直升机飞行控制多通道视景仿真平台,该平台使用3个通道在弧形大屏幕上演示仿真效果。软件部分使用Visual C++6.0编程,利用Creator软件建立无人直升机三维模型和飞行场景,采用Vega软件实现动画显示效果。硬件部分由3台计算机、3台投影仪和2个控制杆组成,实现多通道视景仿真数据的传输及同步,以及三通道视锥配置,并实现三通道渲染场景的无缝拼接。通过无人直升机在此平台上的飞行仿真证明,该多通道视景仿真系统比传统视景系统的显示效果更为突出。     

星载SAR系统参数设计过程自动化方法研究

针对星载合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）系统参数设计过程中部分参数仍需手工选取，并且系统根据设计结果无法做出反应的问题。本文提出了一种星载SAR系统参数自动化设计的方法。首先，针对脉冲重复频率（Pulse Repetition Frequency，PRF）和波位位置等重要参数进行了优化选取设计。然后，利用比例?积分?微分（Proportion?Integral?Differential，PID）控制器对系统参数结果作自动化调节。仿真和实验结果表明，与传统的星载SAR系统参数设计方法相比，该方法具有便捷高效、易于实现的特点，提高了星载SAR系统设计过程中参数选取的自动化程度，实现了当系统技术指标的评测结果不满足用户要求时的参数自动调节。     

原始数据压缩对星载SAR/GMTI系统测速影响研究

星载SAR原始数据压缩是目前解决星载SAR实时获取的海量数据与星上有限数传带宽的有效手段。压缩比越大,数据率越低,但较大的量化误差将影响SAR-GMTI的测速精度;压缩比越低,数据压缩对测速精度影响越小,但数据率越高。因此,数据压缩比的选择需要在数据率与测速精度之间取得折中。该文建立了星载SAR/GMTI系统回波信号仿真模型,仿真了星载SAR-GMTI原始数据,针对相位中心偏置天线(DPCA)与沿迹干涉(ATI) 两种有重要工程应用潜力的方法,详细分析了分块自适应量化 (BAQ) 算法对测速精度的影响。该文的研究结果将为星载SAR/GMTI系统的压缩比选择提供重要的理论依据。     

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。     

星载InSAR空间基线的系统设计与性能分析

基线在星载InSAR的系统设计和数据处理中起着非常重要的作用,它决定了InSAR数据处理的可能性和精度。该文对星载InSAR的空间基线进行了详细的分析,推导了星载InSAR的空间极限基线和最优基线的公式,讨论了空间基线的设计,论证了最优基线的存在。文中进行了计算机仿真实验,仿真结果与实际系统所用基线基本吻合。文中还使用空间基线去相干系数、高程模糊数和目标高程估计方差这三个重要指标对三个星载SAR系统进行分析。结果显示实际系统设计的基线距是比较合理的。     

星载SAR双程信道建模与仿真实现

目前卫星移动通信的信道研究主要集中在星-地单程链路对无线电波传播的影响,而在星载SAR回波信号的无线传播环境中,信号需要经过星-地和地-星的双程传播,2次穿越大气层,且要经过地面目标的反射。因此,有必要针对星载SAR的这个特点,建立星载SAR的信道模型,为回波信号的模拟提供参考。在经典的卫星移动通信信道模型C.Loo模型的基础上,考虑星-地和地-星链路损耗及地面后向散射系数,推导了星载SAR星-地-星双程链路的理论信道模型,并利用正弦和方法设计了与理论模型相对应的仿真模型,通过仿真验证了理论模型和仿真模型的一致性。     

两种大距离徙动高分辨率星载SAR成像算法的性能比较

改进的CS算法和等效斜视的波数域算法是适用于大距离徙动高分辨率星栽SAR成像的两种算法。为了给算法的选择提供一些参考，本文对两种算法进行了性能分析和比较，给出了两种算法在成像精度、算法的适应性和运算量三个方面的特点，并利用大量的仿真实验验证了分析结果。     

合成孔径雷达卫星姿态指向稳定度与图像质量关系的研究

姿态指向稳定度是合成孔径雷达(SAR)卫星平台设计的重要参数.本文基于成对回波畸变理论研究了存在姿态指向变化时星载SAR的点目标扩展函数表达式,在理论分析与大量计算机仿真实验基础上,总结了姿态指向变化对星载SAR图像质量影响的本质规律,推导了工程上分析卫星姿态指向稳定度同SAR图像质量之间定量关系的解析表达式,提出了适用于SAR卫星特点的姿态指向稳定度定量分析方法,为SAR卫星系统总体分析与设计提供了理论依据.根据L、C和X波段SAR卫星参数进行计算机仿真实验,验证了结论的正确性.     

基于等效斜视距离模型的高分辨率星载SAR波数域成像算法

为了解决CS算法在距离压缩时无法使用带有误差的原始信号的问题,作者提出一种等效斜视的波数域算法.本文基于星载SAR等效斜视距离模型,利用Bamler提出的波数域算法推导方法^[1],从原始回波信号模型入手,详细推导出基于等效斜视距离模型的高分辨率星载SAR波数域成像算法,并给出了该算法的实现步骤.该算法适用于大距离徙动高分辨率星载SAR的精确成像.文中利用点目标回波仿真数据验证了算法的有效性并给出了该算法成像的质量评估指标.     

星载干涉SAR中的基线问题

基线在星载干涉SAR的系统设计和数据处理中起着非常重要的作用.本文比较全面地阐述了空间基线在星载干涉SAR中的作用.特别分析了星载干涉SAR中空间基线对SAR图像相关性、地距分辨率以及干涉SAR数据处理中的距离向平地效应和多视平均处理的影响.讨论了星载干涉SAR空间基线的设计问题,推导了空间最优基线的确定公式.最后进行了计算机仿真,仿真结果表明分析正确.     

GEO-LEO 双站视频SAR 系统若干问题研究

视频合成孔径雷达(SAR)作为一种新型的微波遥感体制,能够实现热点区域的持续监测。文中提出了一种基于GEO-LEO 双站模式的天基视频SAR 系统,其中发射源位于地球静止轨道,低轨卫星顺序接收目标场景回波信号实现对场景的持续视频监测,基于该双站模式建立了回波信号模型;同时,提出了天基视频SAR 成像过程中回波数据分割与重叠率的计算方法;最后,分析了该天基视频SAR 系统的几何分辨率。文中的研究成果可以为天基视频SAR 系统的构建提供参考。     

一种SAR原始回波数据模拟方法

在分析星载 ＳＡＲ回波信号完整模型的基础上,提出了一种基于 ＳＡＲ图象的原始回波数据模拟简易方法,并通过对回波信号统计分析以及成像处理验证了模拟结果的正确性和可行性。