地形测绘用三天线机载干涉合成孔径雷达

回顾了中国科学院电子学研究所重复飞行机载L—SAR干涉系统和机载X波段双天线干涉SAR系统的研制和试验，阐述了利用收发天线分置结构拓展干涉基线长度的方法。在采用三天线的收发天线分置结构机载干涉SAR的基础上，构建三天线的双基线机载干涉SAR，并就其基线精密动态测量和基线优化设计两个关键技术以及系统性能进行了分析。分析结果表明，利用三天线构成的双基线机载干涉SAR是改进相位展开过程、提高高程测量精度的有效方法。     

全极化沿航虚拟多基线干涉SAR动目标检测性能分析

提出利用全极化雷达交替发射同时接收方式的虚拟基线,结合实际存在的基线,组合出三条新的虚拟基线,文中详细阐述了三条虚拟基线的物理意义,并分析这三条虚拟基线在提高动目标检测性能方面的潜能.与传统的单基线干涉SAR系统相比,基于全极化干涉SAR系统产生的虚拟基线,可以获得更优的最小可检测速度、最大不模糊可测速度,更广的测速范围,而且还具有速度解模糊能力.仿真结果验证了上述结论的正确性.     

柔性基线抖动对机载干涉SAR 性能影响分析

机载干涉SAR 平台在飞行过程中通常会受气流、机械振动等因素的影响,造成柔性基线抖动,从而严重影响干涉SAR 系统的性能。该文针对柔性基线机载干涉SAR 系统中的基线抖动问题,首先推导了基线抖动下的斜距误差模型,然后从1 次、2 次和一般斜距误差建立了SAR 复图像信号模型和双通道相关系数模型,并理论分析了基线抖动对SAR 成像和干涉性能的影响。最后通过回波仿真实验验证了理论分析的正确性。      

无人机载双站干涉SAR系统关键技术分析与实验验证研究

双站干涉合成孔径雷达(SAR)技术可突破单站双天线干涉SAR的基线限制,获得更加灵活的基线构型,有利于提升干涉测量精度。无人机载双站干涉SAR机动性好、飞行成本低,具有很高的应用价值,也能为无人机载分布式干涉、三维成像等提供关键支撑,具有重要的研究意义。中国科学院空天信息创新研究院牵头设计研制了国内首套无人机载双站干涉SAR系统,并在内蒙古百灵机场开展了飞行实验。该文简要介绍了该系统方案设计、基本构成和主要性能,并重点介绍了该系统的空间、时间及相位同步和数据处理关键技术,然后介绍了首次飞行实验的方案和实施研究情况,最后给出了实验数据处理结果,验证了关键技术和该无人机载双站干涉SAR系统0.5 m高程测量精度等主要指标,为后续多无人机平台协同开展分布式干涉数据获取及处理研究提供了基础。     

考虑基线抖动的双天线干涉SAR原始回波仿真

该文针对双天线干涉SAR系统基线抖动的特点提出了一种能够精确仿真基线抖动影响的改进二维频域原始回波生成算法。该算法通过Taylor展开近似将基线抖动造成的相位误差分解为随方位向时变和随距离向空变的两个一维函数,从而实现了精确仿真。适用范围分析表明该算法能满足实际系统的仿真需求,是一种精确高效的算法,具有较大应用价值。     

星载寄生式SAR多普勒特性分析

本文基于星载双基地雷达空间几何关系,给出了星载寄生式SAR系统中小卫星多普勒参数的两种表达形式,进一步给出了与多普勒特性相关的几个重要系统参数的表达式。分析了基线和相对速度对小卫星多普勒特性参数偏移主星参数的影响,指出基线是主要影响因素;对多普勒中心频率影响大,对多普勒调频斜率及方位分辨率影响小。分析了利用寄生式SAR提高方位分辨率的能力和限制因素。     

分布式星载干涉SAR基线设计与性能分析

基于线性化开普勒方程给出了分布式SAR卫星的轨道要素计算公式,分析了分布式星载干涉SAR的高程测量精度、速度测量精度以及改善空间分辨率的性能指标,建立了分布式SAR卫星的空间几何模型,结合编队构形设计进行了极限基线分析;在此基础上提出了一种通用的三维编队飞行分布式星载干涉SAR基线设计方法.基于L波段分布式SAR卫星进行了编队轨道参数设计,给出了干涉基线的仿真结果,并通过系统性能分析验证了基线设计方法的有效性.     

多基线干涉SAR测量技术发展与趋势分析

 本文针对多基线干涉合成孔径雷达新型对地观测技术,综合分析了其发展历史、应用范围、以及多基线干涉SAR(合成孔径雷达)系统现状.同时,对多基线干涉SAR测量技术数据处理关键技术等方面的研究进展,以及在测绘、海洋、建筑物监测、水文、地面沉降监测等领域的应用潜力进行了研究与阐述.最后针对地形测量应用领域,着重论述了其相关研究热点及未来发展趋势,并初步分析了部分尚待解决的问题.     

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。     

机载差分干涉SAR的误差分析

该文就机载差分干涉中影响精度的几个重要因素进行了详细的分析,为开展机载差分干涉应用提供理论基础。首先考虑机载差分干涉算法流程中引入的误差,指出必须利用外部DEM(Digital Elevation Model)计算本地视角才能实现高精度的形变反演。随后,重点讨论了影响差分干涉SAR (Synthetic Aperture Radar) 的几个重要影响因素:系统参数误差、相干性和大气效应。系统参数中基线和基线角的误差对差分干涉的精度影响最大,由此对机载残余运动的补偿提出了很高的要求。相干性分析又对机载差分干涉中形变像对的基线长度提出了严格的限制条件。和星载SAR一样,机载SAR同样受到大气的影响。通过计算这些因素的对机载差分干涉精度的影响,给出了机载差分干涉精度的表达式。     

干涉仪测向基线组合方式选取依据初探

针对相关干涉仪测向查表算法,以均匀5圆阵为例提出了3种基线组合方式:固定基准法、最长基线法和最短基线法。建立相关干涉仪测向仿真模型,通过仿真分析了3种基线组合方式对测向精度的影响,包括测向精度随频率的变化、测向精度随方位角的变化和测向模糊3个方面。得出最长基线法具有最高测向精度以及最小相位容差,最短基线法具有最低的测向精度和最大的相位容差,固定基准法性能居中且测向误差对方位角更加敏感的结论。从而对基线组合方式的选取提供理论依据。     

分布式星载干涉SAR中空间基线的分析和设计

分布式星载干涉SAR可以同时实现三维地形成像、洋流成像和提高空间分辨率等3种SAR于涉成像。其系统基线设计需要同时考虑这3种SAR干涉成像对基线的不同要求,所以比较复杂。该文在给出分布式小卫星被动稳定编队飞行的空间构形和3种SAR干涉成像对系统基线要求的基础上,提出了分布式星载干涉SAR基线设计中存在着3个制约关系;给出了协调这3个制约关系的一种设计准则,并在此准则下对一个L波段的分布式星载干涉SAR进行了系统基线设计。     

多普勒效应对FMCW-SAR系统成像性能的影响分析

该文结合机载连续波合成孔径雷达(FMCW-SAR)系统的成像原理,讨论了FMCW-SAR成像系统与脉冲SAR成像系统的不同,分析了载机运动所带来的多普勒效应对FMCW-SAR成像系统性能的影响,指出多普勒效应会带来距离向与方位向信号的二次耦合,进而会影响图像在距离向和方位向的聚焦。然后,根据FMCW-SAR的回波特性给出了一种在回波信号方位向多普勒域对误差进行补偿的方法,并结合RD算法给出了整个成像系统的流程。最后给出了补偿前后算法仿真和验证的结果,可以看出对多普勒效应进行补偿之后能够消除距离向与方位向信号二次耦合带来的误差,提高成像质量。     

星载聚束式SAR改进的Frequency Scaling成像算法

本文提出一种适用于星载聚束式合成孔径雷达(SAR)的改进Frequency Scaling算法.基于斜视距离等效模型,推导出改进的FS算法,给出改进的FS因子和相关因子以及算法的实现步骤.在斜视情况下改进的FS因子可避免距离向频谱混迭,并可进行更精确的二次距离压缩,改进的方位因子可以减小算法所需要的方位时间展宽,提高方位处理效率.为解决高分辨率星载聚束式 SAR脉冲重复频率(PRF)过高等问题,在算法中结合了子孔径处理,并分析了采用子孔径处理的必要性及其实现方法.最后,通过计算机仿真,验证了算法的有效性.     

星载合成孔径雷达系统模拟研究

本文描述了星载合成孔径雷达(SAR)系统的数学模型及其计算机模拟;给出了距离迁移效应、距离迁移较正、方位加权、信号产生和处理和模拟结果。这些结果较逼真地复现了星载合成孔径雷达系统的动态工作过程;可用来进行星载SAR系统信号处理研究,评价系统性能,为系统优化设计提供依据。     

基于多普勒频率与距离和的目标定位

针对无源探测系统,提出一种基于多普勒频率与距离和测量的目标定位算法。建立无源探测系统中探测定位的数学模型与基于多普勒频率测量的计算关系,给出目标位置的求解过程和模糊解的处理方法。仿真实验中利用STK建模工具构建了典型的场景,并分析了算法的定位精确度。实验证明,利用对目标多普勒频率与距离和的测量对目标进行定位的算法是有效的。     

利用频谱合成实现分布式SAR高分辨力成像

该文主要研究了利用频谱合成实现分布式SAR高分辨力成像的方法。在分布式SAR系统中,不同卫星对同一地域观测时,其距离向频谱及方位向频谱均具有一定的相对频谱偏移。利用该频谱偏移进行频谱合成形成较宽的距离向频谱及方位向频谱,从而提高系统的距离向分辨力及方位向分辨力。在频谱合成过程中可首先利用INSAR技术估计出多幅图像的相位差,再利用该相位差进行相位校正、图像合成即可形成具有较高分辨率的图像。该文对这一方法进行了理论分析,并给出了仿真结果。     

双基地两坐标雷达定位优化算法

双基地两坐标雷达Ｔ／Ｒ站可得到目标的斜距和方位,Ｒ站可得到目标的距离与方位,本文讨论了双基地两坐标雷达对二维和三维目标的三种定位优化算法,并进行了精度分析,仿真结果表明了各算法的定位精度。