高分宽幅SAR系统下的方位多通道运动目标成像算法研究

在方位多通道SAR系统中,由于运动目标的回波特性和静止目标的不同,传统的重构滤波器组方法对运动目标的重建是无效的。该文提出一种方位多通道SAR运动目标信号重构方法。该方法首先分析了方位多通道SAR系统中运动目标回波特性,并与静止目标回波形式进行对比,给出了传统重构方法失效的主要原因;通过引入运动目标的径向速度参数,有效实现了匀速运动目标的频谱重构,较好地抑制了方位多通道SAR系统中匀速运动目标的方位模糊。星载仿真实验结果验证了该重构方法的有效性。

     

交替收发模式下SAR-GMTI沿航迹基线形式及其影响分析

采用子孔径交替收发的工作模式,可以增加沿航迹基线长度和相位中心个数,是提升单平台多通道SAR系统地面动目标检测(GMTI)性能的有效途径。该文在建立交替收发模式下多通道动目标信号模型的基础上,通过分析推导明确了形成GMTI基线的必备条件。以建立的模型和推导为依据,给出了交替收发工作模式的设计考虑,通过对同一系统采用不同天线孔径划分和交替方式下的GMTI性能的比较,说明了合理选择天线孔径划分和交替方式对提升GMTI性能的重要性。仿真和实测数据处理结果验证了结论的正确性。     

一种星载多通道高分辨率宽测绘带SAR系统通道相位偏差估计新方法

方位多通道合成孔径雷达(SAR)可有效地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。通道间幅相误差将影响多普勒模糊抑制性能。基于星载SAR系统回波特性雷达回波在多普勒带宽外的能量通常远小于多普勒带宽内能量,该文提出一种多通道HRWS SAR系统通道间相位偏差估计新方法。该方法假定多普勒带宽外的信号近似为零,将单星多通道HRWS SAR系统相位偏差估计问题转换为恒模二次规划问题,然后利用经典二次规划问题求解方法特征值松弛法(Eigen-Value Relaxation, EVR)及半正定松弛法(Semi-Definite Relaxation, SDR)求解该问题,获取HRWS SAR系统通道间的相位偏差估计值。理论分析结果表明,该文算法可视为一种自适应加权最小二乘相位偏差估计算法。多通道SAR仿真实验结果验证了该文算法的有效性。     

一种基于动目标聚焦的SAR-GMTI方法

由于输入信杂噪比(Signal to Clutter Noise Ratio, SCNR)较低,杂波抑制后超高频(Ultra-High Frequency, UHF)波段合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)图像中剩余静止目标杂波导致系统虚警概率较高。该文提出一种动目标筛选方法,能够判断恒虚警概率(Constant False Alarm Rate, CFAR)检测器检测到的目标是否为动目标。提出一种动目原始数据恢复方法,能够从整幅SAR图像中恢复任意孤立点的多普勒相位历史。采用距离多普勒处理对恢复的数据成像,然后采用方位自聚焦处理对所成子图像进行重新聚焦。如果子图像中目标为静止目标,则聚焦前后子图像不变,否则图像被重新聚集。通过检测图像的变化可以排除虚假动目标。仿真及实测数据处理结果说明了该方法的有效性。     

星载多通道高分辨率宽测绘带SAR系统运动目标检测方法

该文针对星载多通道高分辨率宽测绘带合成孔径雷达系统,提出一种新的运动目标检测方法。该方法首先利用波束形成方法进行杂波抑制,然后对运动目标的斜距历程进行拟合得到运动目标的运动方向。接着对杂波抑制后的数据进行聚焦处理,得到模糊的运动目标图像,并利用恒虚警检测技术检测得到所有的模糊运动目标。最后根据模糊图像的空间关系和估计出的运动方向检测出真实目标。星载仿真数据验证了该方法的有效性。     

基于非理想运动误差补偿的SAR地面运动目标成像(英文)

传统的SAR地面运动目标成像算法主要集中在距离徙动校正和目标的运动参数估计上.但在SAR实测数据处理中,非理想运动误差补偿对动目标聚焦成像质量至关重要,而且该误差既不能通过固定的SAR运动误差补偿算法来补偿,也无法通过采用自聚焦技术解决.该文根据含有非理想运动误差的SAR运动目标回波信号模型,对影响动目标多普勒中心的两类非理想运动误差进行深入分析,提出一种将INS惯导数据与距离走动轨迹相结合的非理想运动误差补偿算法,并通过实际数据和计算机仿真数据验证了该算法的有效性.      

一种子空间投影的高分辨宽测绘带SAR成像通道均衡方法

结合数字波束形成技术,多通道SAR可以有效克服天线最小面积的限制,从而实现高分辨率宽测绘带的合成孔径成像。然而通道之间的幅相误差以及基线误差等因素严重影响数字波束形成解模糊操作。该文提出了一种针对高分辨宽测绘带(HRWS)的多通道SAR通道间误差校正方法。该方法考虑了通道误差的多普勒空变性,利用信号子空间和噪声空间的正交性实现对包括基线误差,阵元误差等综合通道间幅相误差的快速优化估计。实测数据验证了方法的有效性。     

真实数据背景下的SAR运动目标回波信号模拟及应用

该文提出了一种新的合成孔径雷达(SAR)原始数据模拟方法,将模拟数据和实际测量数据结合在一起形成含有模拟运动目标和真实背景的SAR原始数据,用于对SAR运动目标检测方法的验证和分析。根据SAR的成像原理和运动目标的回波模型,该文给出了将模拟运动目标回波信号和真实背景回波数据叠加的半真实模拟数据的形成方法。通过将合成的数据应用于运动目标的检测试验,验证了方法的有效性。     

基于协方差矩阵特征分解的多通道SAR-GMTI方法及性能分析

该文提出了一种基于协方差矩阵特征分解的多通道运动目标检测和测速定位方法,该方法依据多通道SAR数据协方差矩阵特征分解后小特征值和的幅度变化来检测运动目标。在检测出运动目标后,先利用两幅复图像的干涉相位对目标径向速度进行粗略估计,再通过搜索动目标空域导向矢量的方法对径向速度进行精确估计,克服了干涉相位对杂波和噪声的敏感性。仿真数据和实测数据验证了该方法的有效性。     

用聚束SAR对慢速运动目标进行轨迹跟踪和参数估计的方法

针对聚束式合成孔径雷达(SAR)动目标检测的问题,把回波信号进行连续重叠地时域分组,每组信号可以看成是来自一个时域子孔径, 然后在每个子孔径内分别成像。地面固定目标在每幅图像上的成像情况是相同的, 通过彼此相减就可以消去,达到了抑制杂波的目的,而运动目标由于每个时刻的位置都在变化,在每幅图像上的位置是不同的, 从而在相减后剩余下运动目标的图像,把这些图像拼接起来就再现了运动目标的运动轨迹,根据运动轨迹就可以对其运动参数进行估计。该文给出了这个方法的原理推导和具体的检测过程。仿真结果证明了该方法的有效性。     

机载双通道SAR/DPCA误差分析

SAR/DPCA技术是一种简单实用的多通道SAR运动目标检测方法,实际应用中会受到各种误差因素的限制,其中影响算法性能最大的两类误差是载机速度误差和通道失衡。该文详细地分析了这两类误差因素对SAR/DPCA算法性能的影响,建立了误差分析模型,针对实际参数给出了误差分析的结果,并确定了一定误差条件下的系统可检测速度范围、盲速和最小可检测速度。     

高效UWB-SAR平面子孔径处理成像算法

对各子孔径进行梯形(keystone)变换时的插值运算是平面子孔径处理(PSAP)算法对低频段SAR特别是超宽带(UWB)SAR成像时的主要瓶颈。该文提出用线性调频变换结合Fold FFT实现梯形变换,提高了插值效率,并改进了算法流程,剔除了梯形变换结合Fold FFT中的冗余运算,极大地提高了整个算法的计算效率。计算机仿真和对实际数据进行成像实验的结果表明,经过改进后的PSAP算法能够用于对大场景高分辨率UWB-SAR的实时成像。     

一种用于组合导航的SAR图像快速匹配算法

提出了基于合成孔径雷达(SAR)图像匹配技术的惯性导航系统(INS)/SAR组合导航方法。首先将计算机视觉领域的快速鲁棒性特征(SURF)算子用于对SAR图像的局部特征描述,然后对兴趣点建立快速索引,并用阈值为0.6的最近邻法则进行快速的初匹配,最后使用随机抽样一致(RSC)进一步去除错误的匹配点对。实验中,用2组真实的SAR数据对算法进行仿真并与尺度不变特征变换(SIFT)算子进行比较,结果显示,两者的鲁棒性相差很小,但在匹配时间上本文算法明显优于SIFT算子,本文算法更适用于组合导航的SAR图像匹配。     

一种基于多级维纳滤波的多通道SAR动目标检测算法

该文针对机载多通道SAR-GMTI系统及实测数据,提出一种新的地面慢动目标检测算法。新算法利用多级维纳滤波器实现多通道SAR系统杂波抑制,同时结合对角加载技术和非均匀检测器,进一步改善SAR系统在非均匀环境下的动目标检测性能。实测数据实验结果表明：与常规的自适应检测方法相比,新算法能够明显提高系统对杂波的抑制能力及非均匀环境下系统的动目标检测性能。     

基于惯导系统的机载SAR运动补偿精度分析

该文分析了典型飞机惯性导航系统(INS)的误差特性及其对机载合成孔径雷达(SAR)运动补偿精度和高分辨率成像的影响。分析结果表明INS定位漂移误差是低频误差,并随时间呈级数增加。初始阶段INS漂移误差较小,与杂波锁定和自聚焦方法相结合,可以实现机载SAR高分辨率成像。     

合成孔径雷达参数化成像技术进展

传统合成孔径雷达(SAR)成像可视为点目标散射模型约束下数据空间到图像空间的映射.然而,真实目标多为延展目标,与传统线性成像处理中的点目标散射模型存在失配,会导致SAR图像表征失真.常见的现象是使延展目标多呈现为孤立强点,阻碍了基于SAR图像的目标辨识等应用.SAR参数化成像技术是为解决上述模型失配问题而诞生的一种非线...     

基于多普勒谱优化的HRWS SAR系统通道相位偏差估计算法

方位多通道SAR系统通过抑制多普勒模糊,能够实现高分辨率和宽测绘带(HRWS)对地观测。针对通道间幅相偏差会导致成像结果中出现目标模糊分量的问题,该文提出一种通道相位偏差估计算法。该算法利用通道间相位偏差会造成多通道重构方位谱在主瓣内展宽的特性,通过优化多谱勒谱能够实现通道相位偏差的有效估计。该算法在通道相位偏差估计前不需要进行多普勒中心估计,减小了由多普勒中心估计不准引入的误差,并且在低信噪比的情况下仍然具有良好的估计性能。基于仿真数据和实测数据的实验验证了该文算法的有效性。     

一种机载大斜视SAR运动补偿方法

大斜视合成孔径雷达(SAR)成像要求较长的合成孔径,这样载机的不平稳性对其影响较大,如何对大斜视SAR进行运动补偿是实现大斜视成像的关键.本文根据大斜视SAR成像的几何模型,推导出大斜视SAR的瞬时多普勒调频率表达式,并利用从数据中估计得到的多普勒调频率和运动平台的惯导参数来分离和估计运动误差的空间分量,然后利用所得的运动误差对大斜视SAR数据进行包络和相位的运动误差校正.本文所提出的大斜视SAR运动补偿方法能和大斜视SAR成像算法很好地结合,并且仿真和实测数据的成像结果验证了该方法的有效性.     

基于无监督域适应的仿真辅助SAR目标分类方法及模型可解释性分析

卷积神经网络(CNN)在光学图像分类领域中得到广泛应用,然而,合成孔径雷达(SAR)图像样本标注难度大、成本高,难以获取满足CNN训练所需的样本数量.随着SAR仿真技术的发展,生成大量带标签的仿真SAR图像并不困难.然而仿真SAR图像样本与真实样本间难免存在差异,往往难以直接支撑实际样本的分类任务.为此,该文提出了一种...     

基于改进FRACTA算法的多通道SAR动目标检测技术

该文针对实际非均匀杂波环境对多通道SAR/GMTI动目标检测性能的影响,提出了一种改进型FRACTA算法。该算法将STAP中的FRACTA算法引入多通道SAR系统中,并进行改进,提高了其在多通道SAR系统中的检测性能和运算速度。实测数据处理结果表明,与传统的检测方案相比,该文算法能够在非均匀环境中明显地提高检测性能,是一种非均匀环境中鲁棒的多通道SAR动目标检测算法。