分布式卫星InSAR目标定位近似闭式解

研究了利用分布式卫星干涉合成孔径雷达系统(Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR)生成数字高程模型(Digital Elevation Model, DEM)的三维目标定位方法．相比重复航过InSAR系统,分布式卫星InSAR系统中的副雷达工作于双基模式,其雷达成像几何较为复杂,难以求取分布式卫星InSAR三维目标定位方程的闭式解．针对分布式卫星InSAR目标定位问题,提出一种联合主图像成像几何的辅图像等效相位中心法．在此基础上给出了分布式卫星InSAR三维目标定位方程的高精度近似闭式解．理论分析及仿真实验结果验证了求取的近似闭合形式解的精确性．     

分布式卫星InSAR系统参数的优化设计

利用分布式卫星干涉合成孔径雷达(Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR)系统可以获取数字高程图(Digital Elevation Model,DEM),要得到高精度的DEM,需要对该系统参数进行优化设计.本文在综合考虑各种去相关因素下,详细研究了分布式卫星InSAR系统干涉信号的相关性,给出了分布式卫星InSAR系统参数的优化设计准则,利用该准则对视角、信号带宽和基线进行了优化设计,并证明了单视和多视处理下优化设计结果的一致性.     

基于相位梯度的干涉条纹图配准方法

利用单基线InSAR系统对同一地区进行重复观测,是获取多基线干涉数据的一种现实可行的途径.单基线InSAR系统单次航过形成的SAR图像对具有高相干性,利用传统的图像配准方法容易实现配准.然而,多次航过获得的SAR图像存在严重的时间去相干和基线去相干,配准难度很大.但是,多次航过形成的干涉相位图对应于同一数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM),因此,多次航过产生的DEM中必然存在相干信息.基于此,提出了一种对干涉相位图的配准方法,此方法充分利用相位梯度信息,解决了单基线InSAR多航过数据处理中的干涉条纹图配准问题.计算机仿真结果验证了本方法能够有效地配准单基线InSAR系统多次航过所获得的干涉条纹图.     

分布式卫星合成孔径雷达系统编队与自主保持技术

本项目是＂十一五＂国家＂装备预先研究＂重点项目。2006年1月立项,2012年12月通过成果鉴定,2013年11月获军队科技进步二等奖。项目的主要研究内容包括：①多约束条件下的编队轨道构形设计,解决分布式卫星SAR系统编队参考轨道选择,地球J2与大气摄动补偿等;②面向任务的编队轨道构形优化设计方法研究,主要针对InSAR和GMTI任务开展编队轨道构形优化设计;③编队轨道构形的稳定性分析,     

利用InSAR技术获取南昆仑DEM

合成孔径雷达干涉测量(InSAR,Synthetic Aperture Radar Interferometry)是一种获取地面数字高程模型(DEM)和探测地面微小形变的新技术。本文介绍了荷兰Delft理工大学开发的Doris软件生成DEM的流程,分析了InSAR技术生成DEM的误差源,并利用南昆仑地区的数据获取了该区的数字高程模型,最后将获取的DEM与SRTM DEM进行了精度比较分析,认为在植被稀少区用InSAR技术获取的DEM完全能满足常规地形图的精度需求。     

编队飞行卫星自主相对导航算法研究

提出一种基于类GPS敏感器星间相对距离测量的编队飞行卫星相对位置、速度和姿态自主确定算法.在编队飞行卫星之间无相对速度测量时,利用两点相对轨道状态测量信息,建立相对轨道和姿态运动方程以及星间相对测量方程,推导了编队飞行卫星相对导航UKF(Unscented Kalman Filter)算法,估计其相对轨道和姿态等导航信息.并进行了数学仿真,仿真结果表明,该算法简单可靠,能够满足高精度编队飞行卫星相对导航要求.     

封面图片说明

正封面图片来自本期论文"角速度约束卫星编队控制与虚拟演示验证",图片是视景仿真中角速度约束下跟随者航天器对领航者航天器姿态跟随卫星编队控制图.针对角速度约束下卫星编队姿态同步控制问题,提出一种附加系统动态-姿态同步控制器综合设计策略.首先,考虑角速度约束影响,建立约束下卫星编队模型;其次,建立姿态跟踪误差方程,将角速度约束转化为角速度跟踪误差约束,并设计新型有限时间附加系统动态,保证姿态变化满足约束要求;然后,基于附加系统状态,设计姿态同步控制器,     

分布式卫星系统自主安全管理与控制

分布式卫星系统在轨运行中受到各种摄动力的作用,同时考虑到用于编队构形维持控制的敏感器和执行机构的误差,特别是当分布式卫星系统成员卫星发生故障的情况下,系统中的各卫星存在着相互碰撞的危险,所以研究分布式卫星自主安全管理与控制技术具有重要的意义。本文综述了国内外有关分布式卫星系统自主运行安全管理与控制问题的研究方法以及进展情况,并通过对国内外研究现状的分析总结,提出了分布式卫星系统自主安全管理与控制下一步的研究方向。     

分布式小卫星SAR系统的模糊性分析

针对长基线情况下目标到主星的连线不可再近似为垂直于主星和小星的连线这一特点,提出一种分布式小卫星长基线情况下模糊度的计算方法．根据分布式小卫星的轨道信息以及主星、小卫星和目标的坐标关系,按照卫星的实际轨道计算出了模糊点的精确坐标,进而推导出计算主星和小卫星距离模糊度和方位模糊度的表达式,并由此对Cartwheel编队构型和Pendulum编队构型SAR系统的模糊性进行了分析．通过分析可以直观的看出随着主星到小卫星距离的减小,小卫星的距离模糊性更加接近主星SAR系统,方位模糊性基本不变．     

角速度约束卫星编队控制与虚拟演示验证

针对角速度约束下卫星编队姿态同步控制问题,提出一种附加系统动态-姿态同步控制器综合设计策略.首先,考虑角速度约束影响,建立约束下卫星编队模型;其次,建立姿态跟踪误差方程,将角速度约束转化为角速度跟踪误差约束,并设计新型有限时间附加系统动态,保证姿态变化满足约束要求;然后,基于附加系统状态,设计姿态同步控制器,实现卫星编...