ScanSAR的Scalloping辐射误差研究

由于在观测带内采用了多波束扫描的工作模式,使得ScanSAR产生了固有的周期性的scalloping效应,影响了ScanSAR的辐射特性。该文基于ScanSAR工作模式的特点,研究了scalloping产生的机理和性质,定量地分析了scalloping引起的辐射误差以及多普勒中心误差与scalloping的关系,并研究了对scalloping进行校正后的剩余误差问题。     

地形条件对空间目标细致光谱辐射特性的影响

随着多光谱、高光谱和超光谱探测技术的发展,探测识别目标发出的细致光谱辐射特性技术日益成熟。建立了一种空间目标细致光谱有效辐射的计算模型,考虑了地形条件和大气环境对目标的光谱有效辐射影响,分别计算了传统方法和两种设置的典型地形条件下空间目标各表面的温度和细致光谱有效辐射,分析了3~5 m和8~14 m波段下导致目标有效辐射强度随波长变化的主要影响因素,最后分析了在不同地形条件下空间目标在8.69~9.00 m探测波段内的辐射特性。结果表明,地形条件对空间目标的温度和有效辐射有较大影响,尤其是地表反照率对地球反射太阳辐射的影响较大,特别是空间目标朝向地球的面,在两种典型条件下的最大温差可以达到69.2 K,光谱有效辐射出射度偏差达到7.002 W/（m2m）。     

测算SAR图像中动目标运动参数

文中将动目标的运动分为距离和方位向运动。搜索SAR图像中动目标的二次相位误差可检测到动目标,根据二次相位误差校正量可测算动目标方位向速度;将动目标聚焦后的图像在频域分为两部分后分别成像,若两图像亮度接近,则频域分界点的频率近似为动目标信号的多普勒质心,据此可测算出目标距离向速度。实测数据表明该算法有效。     

天然地形的随机生成及其红外辐射特性研究

采用概率统计方法和分形技术两种随机生成方法构造方法构造了天然地形的模拟图像;运用传热原理建立也天然地形红外热图像计算模型,探讨复杂地形红外热图像的简化计算方法,并将计算结果附干随机生成的天然地形图像之上,生成了天然地形的红外模拟。     

机载SAR多普勒中心估计和调频率估计算法的实现

多普勒参数估计和运动补偿是机载合成孔径雷达成像中的两个关键问题,多普勒参数主要有多普勒中心和多普勒调频率,这两者对成像结果都有很大的影响..本文主要就这两个参数的算法原理和实现方法加以讨论,并选择计算速度较快且满足要求的算法,对于多普勒中心从相关法进行研究和实现,而对于多普勒调频率的估计则使用了改进的MD图像偏置算法,也从相关的角度进行实现.最后根据实测SAR数据对结果进行了验证和详细讨论.     

SAR成像中动目标的速度估算

提出了一种在SAR成像中估算动目标速度的方案.由于动目标的速度由距离向和方位向两个速度构成,因此它的估算也分为两个方面.首先是距离向速度的估算,由杂波锁定得到多普勒中心频率,再由多普勒中心频率估算出距离向速度.其次是方位向速度的估算,由自聚焦得到多普勒调频率,再由多普勒调频率得到方位向速度.最后将两个速度合成便能得到该动目标的速度.文中的仿真结果证明了这种方案的有效性.     

SAR图像辐射校准模型与误差分析

合成孔径雷达(SAR)图像辐射校准是关乎图像有效性的重要问题.一个合理的校准模型是SAR图像辐射校准的前提.文中首先根据SAR的基本工作原理,推导出了SAR图像单元的灰度值IV和与其对应的地面单元的后向散射系数σ0之间的定量关系,并以此作为SAR图像辐射校准的模型.接下来,对模型的误差进行了分析.最后,对该校准模型的有效性进行了仿真分析,仿真结果表明该模型是合理的、有效的.     

运动目标对SAR成像的影响

合成孔径雷达(SAR)是一种高分辨成像雷达。随着科技的发展人们对雷达分辨率的要求日益增高。基于SAR成像的基本原理分析了运动目标的特性,研究了运动目标对成像的影响,并给出了仿真结果。     

椭圆轨道下雷达多普勒特性估计

在星载合成孔径雷达中,多普勒特性是决定雷达方位向性能的主要因素,对它的正确估计将影响到雷达的性能和最后成像的精度。该文以椭圆轨道为基础,对不同轨道角度下的多普勒中心频率和多普勒调频斜率进行了估计,考虑了卫星不同姿态误差对它的影响,并也圆轨道下的情况进行了对比。最后讨论了椭圆轨道下零多普勒点的偏角情况。     

基于运动参数估计的窄波束宽幅SAR成像算法

近年来 ,国内多家研究所已研制出机载试验SAR。但从这些试验雷达的导航仪器测得的运动参数精度较低 ,为作精确的运动补偿 ,运动参数需要从实测数据估计得到。本文利用基于数据的多普勒中心和调频率估计方法 ,对运动参数的变化历程作了长时间的精确估计 ,并将运动补偿和成像算法有机结合在一起 ,可在飞行状态不很理想时 ,仍能获得好的宽幅图像     

星载波束扫描合成孔径雷达距离辐射校正研究

针对星载波束扫描合成孔径雷达（Scanning Synthetic Aperture Radar,ScanSAR）图像具有的波束边界条带现象,研究了这种不均匀现象的产生机理和校正技术,分析了卫星姿态误差对校正技术的影响,推导并建立了图像距离向增益的数学模型,提出了星载ScanSAR精确波束边界条带现象校正对横滚角估计精度的要求,为合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR)卫星总体分析与设计提供了理论依据. 计算机仿真验证了理论分析的正确性和实现方法的可行性.     

姿态测量误差对星载合成孔径雷达成像质量影响

针对高分辨率条件下卫星弯曲轨迹与姿态测量误差耦合对成像质量的影响开展分析.首先结合高分辨率星载滑动聚束合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)成像特点,解析回波信号的空-时-频特性,分析姿态测量误差对回波信号空-时-频特性的影响,构建该影响与成像质量之间的数学映射关系.然后基于高次相位补偿的三步成像算法分析误差所引入的高次补偿相位误差,并给出是否需要进行高次相位补偿的误差临界值.最后,通过计算机仿真验证理论分析的正确性.     

基于运动参数估计的SAR成像

运动补偿是SAR成像,特别是高分辨成像的关键步骤.运动参数可由载机的导航仪器测得.也可通过实测数据估计得到,通常将两者结合.虽然基于数据的运动参数估计已有很多研究,并提出许多估计和补偿方法.但如何结合实际选用适合的方法仍然是个问题.本文针对实际雷达和运动情况,对运动参数作了精确估计和补偿,并提出了新的补偿和成像方法,可在减小运算量的同时获得好的成像效果.     

一种单星方位多通道高分辨率宽测绘带SAR系统通道相位偏差时域估计新方法

方位多通道合成孔径雷达(SAR)可有效抑制多普勒模糊以实现高分辨率宽测绘带(High-Resolution Wide-Swath, HRWS)成像。通道间的幅相误差以及位置测量误差都将影响多普勒模糊抑制性能。通过分析单星方位多通道SAR系统的通道相位误差特性,该文提出一种基于回波数据的通道相位误差时域估计方法。该方法首先利用相邻通道间的回波数据进行干涉处理,其干涉相位包含回波多普勒中心信息以及相邻通道间的相位偏差信息。然后利用循环相消方法消除通道间相位偏差的影响,提取出原始回波的多普勒中心。最后,通过对去除多普勒中心分量后的通道间干涉相位进行积分,即可得到各通道相对于参考通道的相位误差。该文方法不仅可以有效地估计通道间的相对相位偏差,还可对原始回波的多普勒中心进行有效地估计。仿真实验验证了该文算法的有效性。     

星载合成孔径雷达系统偏航控制的精确计算

该文详细推导了星载合成孔径雷达系统中偏航控制角的精确计算公式;由于推导过程中卫星轨道采用了标准的椭圆轨道模型和地球的椭球体模型,从而解决了传统的近似计算方法所带来的残余偏差较大的问题。所得结果普遍适用于不同轨道和雷达参数的星载合成孔径雷达系统。文中同时给出了一种快速的近似计算方法,最后给出了采用TerraSAR-X系统参数时的仿真计算结果。利用该文提出的计算方法,采用偏航控制的多普勒中心校正误差可以达到0.01Hz量级,从而实现了偏航控制的精确计算。     

合成孔径声呐运动误差的分析及补偿研究

对合成孔径声呐的运动误差进行了三维建模,分析了X,Y,Z方向3种位置误差对斜距的影响;给出了基于运动参数估计的运动补偿方法,并对侧摆误差模型进行了计算机仿真,仿真结果表明该方法有效地补偿了包络及相位误差,提高了成像质量。     

一种无人机大斜视SAR成像方法

无人机的运动不是很平稳,而国内无人机上的惯性导航系统都不是很精确,为了得到理想的图像,文中根据回波的响应函数曲线估计斜视角,进而得到多普勒中心值,并通过分析多普勒调频率与载机运动误差的关系,实现运动补偿。该方法完全依靠原始数据得到多普勒参数,并采用改进的R—D算法得到了较好的成像图像。