基于加权最优化模型的机载InSAR联合定标算法

多个相邻场景同时进行干涉参数外定标的过程称为联合定标,联合定标能够保证相邻场景的高程衔接性,能够实现无控制点场景的干涉定标。该文提出了一种适用于机载InSAR系统的联合定标算法,该算法利用控制点和同名点信息,建立了关于待定标参数的约束方程组,并通过最优化的方法对其进行求解。同时依据各控制点和同名点处的相干系数、位置分布的不同,对各约束方程进行了加权,从而顾及到了不同质量和分布的控制点、同名点在联合定标中的权重差异。实测数据处理结果表明,该文算法优于传统的基于敏感度方程模型的联合定标算法。     

机载干涉SAR 区域网三维定位算法

区域网3 维定位是指同时获取多个干涉合成孔径雷达(InSAR)场景中各像素点的北向、东向和高程向的地理坐标。联合定标是区域网3 维定位的关键环节,能够保证3 维位置精度和相邻场景间的位置衔接性,并且能够在稀少控制点的条件下实现大区域多场景的3 维定位。该文提出一种适用于机载InSAR 系统的联合定标算法,该算法对多个场景的3 维位置同时定标。该算法利用最优化模型实现联合定标,并且在最优化模型中引入了权值,从而顾及到了不同质量、不同分布的控制点、同名点在联合定标中的权重差异。机载InSAR 实测数据的实验结果表明,该算法在3 维定位精度和实现过程的简洁度方面均优于传统的联合定标算法。      

一种基于特征点权重的机载InSAR系统区域网干涉参数定标方法

干涉参数外定标可以获取干涉相位偏置,并对干涉系统基线参数进行修正,提高干涉系统3维定位的精度。该文提出了一种新的区域网干涉参数定标算法,该方法采用特征点提取、最优相关匹配技术实现对交互连接的数据块同名点提取;利用加权联合定标技术实现少量控制点条件下干涉数据的参数定标,并对定标结果进行了理论分析。通过对具有不同地貌特征的实测机载数据的处理,验证了处理算法的有效性。     

地面平面场RCS 测量异地定标误差分析

地面平面场是用于进行全尺寸或缩比目标模型静态散射特性测量的室外场地。该文从地面平面场的特点入手,分析了在进行目标雷达散射截面(RCS)测量时,目标和定标体因受到测量环境影响而产生的定标误差。在简要阐述地面平面场中的异地定标技术的基础上,综合考虑地面反射和天线方向性两方面的因素,研究了定标体回波强度与放置位置的关系,分析了地面平面场与自由空间的定标之间的差异以及由此所带来的测量误差。最后,通过计算机仿真得到了异地定标误差随定标体测量距离、测量频率以及天线波束宽度的变化规律。通常情况下,定标体放置在靠近目标的位置有利于减小异地定标误差。      

平面相交法时差定位

该文介绍了一种基于时差定位的平面相交定位算法,它具有算法紧凑,不要迭代,定位精度高的优点,讨论了一种减少运算量的修正方法,给出了模拟结果。     

基于模型的稀疏控制点下机载InSAR 定标中CP 连接点选取方法

高精度的高程测量需要利用较多地面控制点(Ground Control Point, GCP)通过干涉定标来校正干涉合成孔径雷达(Interferometric Synthetic Aperture Radar, InSAR)系统干涉参量误差,针对部分区域可能只有少数控制点甚至没有控制点的情况,需要采用新的基于区域网平差理论的高精度机载InSAR定标方法,该方法中CP(Control Point)连接点的选取是影响InSAR 定标精度的关键环节。该文提出了一种基于模型的稀疏控制点下机载InSAR 定标中CP 连接点的选取方法,该方法基于InSAR 干涉参量敏感度特性采用多项式模型拟合的方法来选取CP 连接点。通过对实测机载InSAR 数据进行区域联合定标处理,验证了该方法的有效性和合理性。      

应用分布目标的多极化合成孔径雷达定标技术

该文对Sarabandi的分布目标定标算法作了改进。然后利用SIR-C系统的L波段的未定标的和经过SIR-C定标组定标过的同一场景数据,采用修正的Sarabandi算法进行定标实验。最后比较该算法结果与SIR-C定标组定标结果。检验该算法的性能。     

基于点云的地平面初系数估测

提出了一种基于点云的地平面初系数估测算法。采用八叉树存储包含RGB和空间位置信息点云数据,通过比较相邻两帧树的叶节点来获取运动目标的局部点云。并使用随机采样一致性算法估计,由运动目标局部点云重心所构成的点集上的平面模型参数。同时,采用ISOCLUS算法对场景在法向空间和距离空间上进行两次聚类来分割平面。最终,以运动平面法向信息作为参考因素,从待选平面中标识出地平面点云数据。实验结果显示,该方法可有效地估测出地平面初系数。     

一种适用于大区域稀疏控制点下的机载InSAR定标方法

高精度的高程测量需要通过干涉定标来对InSAR系统干涉参量误差进行校正,传统干涉定标方法需要较多控制点来降低系统随机误差对定标精度的影响,而对于复杂地形区域,野外布设控制点难度较大,部分区域可能只有少数控制点甚至没有控制点,对于这些区域传统干涉定标方法不再适用,该文提出了一种新的基于区域网平差理论的机载InSAR定标方法,该方法将摄影测量学中的区域网平差理论引入到InSAR系统定标处理中,通过对多条带进行联合定标处理可以实现大区域稀疏控制点下InSAR系统参量定标,而且解决了传统定标方法导致的条带间重叠区域高程不一致问题。最后,通过对丘陵区域3条带仿真数据进行区域联合定标处理,验证了该方法的有效性和合理性。     

合成孔径雷达子孔径相位定标方法分析

斜距定标技术是获取高精度SAR(Synthetic Aperture Radar)图像的重要环节之一。传统斜距定标方法通过POS(Position and Orientation System)数据和地面控制点坐标对斜距进行测量,对POS系统的精度有很高的依赖性,且需要获取地面控制点的精确位置信息。为降低斜距定标对POS精度与地面控制点位置精度的要求,该文提出了一种基于子孔径相位的定标方法,通过构建基于SAR子孔径相位的测角模型,利用Cramer-Rao界定量分析其测角精度,并给出了子孔径相位的测距定标模型与精度分析。文章最后分析了子孔径相位定标方法的优势。      

一种基于连接点的机载InSAR区域网DEM重建方法

基于干涉合成孔径雷达(Interferometric SAR, InSAR)技术生成高精度数字高程模型(Digital Elevation Model, DEM),需要进行干涉定标。繁重的地面控制点(Ground Control Points, GCPs)布放不利于InSAR大区域地形测绘的自动化。该文介绍一种稀疏GCPs下,基于自动提取的连接点(Tie Points, TPs),利用最小二乘平差原理,实现InSAR区域网内多景相互重叠DEM的同时重建方法。通过改变参与重建的TPs数目,用X波段InSAR实测数据的实验验证了该文方法的有效性。     

低频UWBSAR外部校准方案

外部校准是实现合成孔径雷达（SAR）系统绝对定标的有效途径。常规SAR外部校准方法不适用于低频超宽带SAR系统。文中充分考虑低频UWBSAR系统的三大特性：低频，超宽带以及大处理角，结合外部校准的数学模型，给出适合该系统的外部校准方案，讨论了外部校准过程中的场景选择，定标体布置以及校准误差等问题。     

基于周期宽带参考信号的直接定位方法

定位系统的模型误差是制约定位精度提高的最主要因素之一。目前大多数定位系统都采用参数标定或者参数差分的方法降低模型误差对定位精度的影响。本文针对辐射源的多星定位应用,采用低信噪比的周期宽带信号作为参考信号,对定位系统的模型误差进行校准。校准过程建立了模型误差参数直接估计模型和辐射源位置直接估计模型。模型误差直接估计模型中,建立起接收参考信号波形与模型误差参数之间的关系,运用最大似然方法获得超分辨率的模型误差参数估计。辐射源位置直接估计模型中,建立起模型误差参数、未知辐射源位置与接收未知信号波形之间的关系,直接估计出辐射源的位置。针对参考信号带宽大,周期长,信噪比低,导致模型误差参数估计计算复杂度大的问题,利用参考信号的周期特性对参考信号进行能量累积和分步搜索方法逐级引导,提高了系统参数估计速度和精度。最后给出一个仿真算例说明方法的有效性。      

一种新的稀少控制条件下机载SAR影像区域网平差方法的研究

困难测图地区缺少控制点一直是SAR图像校正的难点之一。该文针对机载SAR影像,提出了一种新的基于F.leberl构像模型平差的方法。借鉴光束法平差方法中解算前、后方交会的思想,交替趋近求解未知参量。实验结果表明,该方法不仅实现了在稀少控制点下求得定位参数的稳定解,而且有效减小了航带间同名点坐标误差,平差精度达到了单航带多控制点独立校正的水平。     

超精密位移台计量特性的差动式平面镜干涉溯源分析

超精密纳米位移台常用于扫描探针显微镜、光学显微镜等高精度分析仪器中,其纳米机械性能的精密计量和校准对显微测量系统的性能起着关键作用.基于一种双通道结构差动式平面镜干涉测量与校准方法(英国国家物理实验室),文中对一种超精密位移台的关键计量特性进行了定量研究.构建了基于现场可编程门阵列(FPGA)和LabView的高精度稳频激光干涉数据采集和数据解码系统,使其可溯源超精密纳米位移台的准静态校准计量特性.进一步地,利用该干涉测量系统对超精密位移台的计量特性进行了校准和分析.测试结果显示,该激光干涉校准系统在准开放环境中的背景噪声低于10 pm/√Hz;该超精密位移台具有优良的纳米机械性能,其线性度低于1.2×10-4,分辨率达40 pm,重复性和稳定性较好.上述对校准设备准静态性能和对纳米位移台计量特性的测试结果表明,所提出的方法和系统能够对纳米位移台进行计量,从而用于小于几皮米的皮米级压痕测量以及原子尺度上的大范围测量.     

基于正交移动双水下自主潜航器的水下合作目标定位方法

利用水下自主潜航器(AUV)定位是水下大区域静止目标定位主要方法之一。针对单AUV定位存在的定位周期长,定位覆盖区域低,长时间定位误差累积大的缺陷,该文提出一种基于正交运动的双AUV的静止目标定位方法。每个AUV通过自身携带的惯性导航系统(INS)和多普勒计程仪进行自身定位,并在多次运动过程中通过与静止目标间的通信时延差测量进行定位。该方法需要2个相对航向角呈90°的正交移动AUV通过最少2次与静止目标间通信完成次定位。相比于传统的单移动传感器定位方法,该算法需要的定位周期更短,对同步要求更低。实验结果表明,该方法定位精度有显著提高,同时有效定位区域增大,在长时间定位过程中对AUV位置误差影响更低。     

利用单个地面控制点的SAR 图像高精度立体定位

几何构像模型和定向参数解算方案的选择是实现SAR 图像高精度立体定位的关键。该文针对稀少控制下斜侧视SAR 图像高精度定位难题,设计了利用单个地面控制点的SAR 图像立体定位方案。该方案利用轨道参数获取成像瞬间天线相位中心的位置、速度,并利用一个地面控制点标定近距延迟和多普勒中心频率,实现定向参数的精确解算和SAR 图像的高精度立体定位。采用中国测绘科学研究院获取的机载SAR 图像进行了立体定位实验,统计分析了其定位误差,验证了该文方法的精确性和有效性。