多平台合成孔径雷达成像算法综述

多平台合成孔径雷达(SAR)是合成孔径雷达极具发展潜力的研究方向之一,该文集中讨论了多平台SAR的成像算法,包括机载SAR、弹载SAR和星载SAR平台。该文首先简要阐述了SAR回波模型的建立,包括“斜距模型和成像模式”,然后综述了近年来机载SAR、弹载SAR和星载SAR成像算法的研究进展,并详细阐述了各平台固有的特性以及面临的挑战,最后对未来多平台SAR成像算法研究的发展趋势进行了展望。      

星载合成孔径雷达并行二维成像处理的实现

星载合成孔径雷达是一个二维成像雷达系统,其记录的雷达原始数据是二维不可分离的。所以,把雷达原始数据处理成聚焦的雷达图像是一个二维的成像处理过程。二维数字信号处理对计算系统的性能要求较高,需要很大的内存空间和很高的计算速度,传统的计算机难以胜任。本文基于大规模并行计算机平台,分析了星载合成孔径雷达的二维成像算法,设计了二维快速傅里叶变换的并行新算法,有效地实现了星载合成孔径雷达原始数据的并行成像处理。     

基于FPGA的星载SAR成像信号处理技术

通过现场可编程门阵列(FPGA)设计并实现星载合成孔径雷达(SAR)成像处理,能够完成对多种模式星载SAR回波数据的高速处理。该文搭建的成像处理系统以子孔径极坐标格式算法(PFA)为核心,首先,在精确的多普勒中心频率估计基础上,采用基于尺度变换原理的距离向处理(PCS)与方位向高精度sinc插值级联的算法处理流程实现子孔径数据域重采样,极大地提升了处理精度与运算效率;然后,对各子孔径图像进行辐射校正消除扇贝效应,并采用加权平均算法获得了全孔径拼接图像;最后,基于Sentinel-1卫星实测数据对本系统进行了验证和分析,在系统工作频率200 MHz情况下,能够在5.92 s内实现8 192×8 192像素点的32位单精度浮点成像处理,实测数据成像结果验证了该系统的有效性,从而为实时处理奠定了技术基础。     

星载合成孔径雷达回波信号的仿真

分析了星载合成孔径雷达空间几何关系和卫星轨道摄动方程,提出了一种基于Stop and go模型的星载SAR回波信号仿真方法。详尽地描述了整个仿真过程,讨论了回波信号仿真的方法,并给出回波信号的仿真结果和RD算法成像结果。     

星载合成孔径雷达并行二维成像处理的实现

星载合成孔径雷达是一个二维成像雷达系统,其记录的雷达原始数据是二维不可分离的,把以,把雷达原料数据处理成聚焦的雷达图像是一个二维的成像处理过程。二维数字信号处理对计算系统的性能要求较高,需要很大的内存空间和很高的计算速度,传统的计算机难以胜一文基于大规模并行计算机平台,分析了星载合成孔径雷达的二维成像算法,设计了二维快速傅里叶变换的并行新算法,有效地实现了星载合成孔径雷达原始数据的并行成像处理。     

基于ChirpScaling算法的星载SAR成像处理实现方法

本文提出一种基于ＣｈｉｒｐＳｃａｌｉｎｇ（ＣＳ）算法的星载合成孔径雷达成像处理实现方法，该算法与目前国际上通用的距离－多普勒算法相比，由于避免了插值运算，且能够精确地进行距离徒动校正，使得成像质量优于精的ＲＤ算法。     

基于ChirpScaling算法的星载SAR成像处理实现方法

本文提出一种基于ＣｈｉｒｐＳｃａｌｉｎｇ（ＣＳ）算法的星载合成孔径雷达成像处理实现方法，该算法与目前国际上通用的距离－多普勒算法相比，由于避免了插值运算，且能够精确地进行距离徒动校正，使得成像质量优于精的ＲＤ算法。     

星载合成孔径雷达成像处理快速相关算法研究

本文给出了星载合成孔径雷达成像处理的典型算法，并在此基础上提出了基于Hartley变换的快速相关算法。文中对该算法的优越性进行了理论论证，通过对Seasat实数据成像处理表明，该算法运算时间节约32％左右。     

星载SAR数据成像的并行和实时处理研究曙光机的应用实例

星载合成孔径雷达成像数据量大,实时性要求高。该文阐述在曙光2000-Ⅱ型巨型并行计算机上完成星载合成孔径雷达CS算法的并行处理。并利用该并行机完成了对CS算法的实时成像系统并行化结构的系统仿真。实验结果表明该文提出的并行算法可在曙光2000-Ⅱ型巨型并行计算机上获得很好的效果。     

基于WVD及改进算法的星载SAR动目标检测

运动目标检测是合成孔径雷达信号处理中的一个重要问题。文中分析了星载合成孔径雷达(SAR)回波的时频特性，讨论了魏格纳-维尔时频分布(WVD)及其改进算法对星载合成孔径雷达运动目标的检测效果，比较了魏格纳-维尔时频分布、伪魏格纳-维尔时频分布、平滑伪魏格纳-维尔时频分布的时频聚集性及其对交叉项的抑制程度。并通过仿真Seasat-1卫星参数下的星载SAR回波数据，给出三种时频分布的检测结果。     

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。     

多方位角观测星载SAR技术研究

该文针对多方位角观测星载SAR新技术进行综述。首先分析了当前国内外SAR卫星发展现状和趋势，并从多个角度对比综述了其对地观测的能力。在此基础上，结合当前应用需求对多方位角观测星载SAR工作新模式进行了综述，解析其工作机理，并结合试验结果总结分析了多方位角观测星载SAR在目标散射信息、几何信息和运动信息获取方面的优势。最后，对多方位角观测星载SAR技术的发展进行了总结和展望。      

A fast approximate imaging algorithm for spaceborne synthetic aperture radar

A fast algorithm of azimuth processing for spaceborne aperture radar (SAR), which is called SPECAN algorithm, is proposed. Compared with general frequency algorithms, SPECAN has advantages in computation, memory and structure. SPECAN algorithm is very important for surveying real time processing of spaceborne SAR. The structure and special problems for SPECAN algorithm used in spaceborne SAR are mainly engaged in this paper. Finally, raw data of SEASAT-A satellite is used to verify the feasibility of SPECAN algorithm.     

星载合成孔径雷达(SAR)成像处理快速近似算法

本文研究了一种用于星载SAR方位处理的快速算法,称为SPECAN算法,该算法与常规的频域算法相比较,在计算量、存贮量和算法结构上都有明显的优势。它可作为星载SAR粗处理的实时处理算法,对星载SAR实时成像处理具有重大意义。本文着重研究了SPECAN算法的结构及其在星载SAR中所需解决的特殊问题。最后,利用SEASAT-A海洋卫星SAR原始数据验证了该算法的可行性。     

面向星载SAR系统的星间地形散射干扰研究

射频干扰是影响星载SAR系统精细化观测能力的主要因素,而随着组网卫星的发展,在星载SAR系统时空频交叠的情况下,又出现了一种新的地形散射干扰。因此,研究星载SAR系统的星间地形散射干扰对于提高其观测能力具有重要意义。本文介绍了星载SAR系统的星间地形散射干扰样式,分析了其存在条件和作用机理,构建了干扰传播路径的几何关系,推导出叠加干扰后的回波信号模型。基于地面直射干扰和星间散射互扰信号模型的不同,对比分析了两种干扰在不同信号表征域中的特征差异。仿真分析了模拟场景下不同干扰源所产生的成像结果,并从成像质量评估方面给出了雷达工作带宽、脉冲重复频率和卫星运行速度的影响。     

分布式卫星SAR的波束形成和多视处理成像

针对分布式卫星SAR的正侧视工作模式,该文建立了雷达信号的回波模型,提出了分布式卫星SAR中单个星载SAR的成像算法和利用波束形成和多视处理合成分布式卫星SAR图像的算法。理论分析和仿真结果表明:该算法能在不改变图像分辨力的情况下提高图像的信噪比和抑制相干斑,改善图像质量。     

分布式小卫星SAR轨道设计及其模糊函数分析

基于卫星轨道根数推导了分布式SAR卫星的轨道要素计算公式。建立了分布式SAR卫星的成像空间几何模型,分析了分布式小卫星SAR的模糊函数。针对具体的编队卫星进行了轨道参数设计,给出了轨道设计的结果。在此基础上仿真了不同编队构形、不同卫星数目情况下系统的空间模糊函数,研究了小卫星编队构形、数目和模糊函数的关系,为后续的成像算法研究奠定了一定的理论基础。     

高分辨星载SAR改进ChirpScaling成像算法

本文提出了一种用于星载合成孔径雷达(SAR)的改进Chirp Scaling成像处理算法.本文分析了三种星载SAR距离模型,根据误差最小的斜视等效距离模型,推导了改进Chirp Scaling算法,给出了实现步骤.该算法适用于大距离徙动高分辨率星载SAR精确成像.并且基于改进的Chirp Scaling算法,分析了多普勒参数误差对成像质量的影响.最后通过计算机仿真,验证了算法的有效性.     

基于二维Chirp-Z变换的星载TOPSAR成像算法

TOPSAR是一种新型的星载SAR宽幅测绘模式。该模式成像算法需要解决三大问题:多普勒频谱混叠、较大的距离徙动和方位输出时间混叠。针对这些问题,该文提出了一种基于2维Chirp-Z变换的成像算法,给出了该算法的完整推导过程和各传递函数的表达式。其中,方位去斜预滤波处理能够在较少的方位总采样点数下解决多普勒频谱混叠;距离向和方位向Chirp-Z变换能够分别完成距离徙动校正和方位信号聚焦。由于该算法只需要在方位向上增加较少的采样点数,且不涉及任何插值操作,故其具有较高的运算效率。仿真数据处理结果验证了提出成像算法的有效性。