利用线性相位模型提高干涉SAR图像相干性及改进相干性估计

本文提出一种对干涉合成孔径雷达(干涉SAR)处理中单视复图像(SLC)进行地形自适应预滤波的方法,提高从不同入射角获得的SAR图像之间的空间相干性,并同时改进相干性估计.通过Chirp-Z变换进行干涉图局部频率估计,从而提取干涉图线性相位模型,并利用其进行距离和方位向的地形自适应预滤波.由于滤波器参数随地形进行调整,其性能优于仅仅依赖轨道参数或平坦地球相位估计的固定带宽非自适应滤波器.文中对SIR-C/X-SAR的Etna火山干涉数据同时进行了距离和方位向地形自适应处理,利用相干系数直方图对该方法与固定带宽非自适应滤波方法的性能作了比较.最后,本文还应用线性相位模型改进相干性估计,得到了去除地形变化因素后的相干系数图.     

提高双通道低频SAR干涉图性能的方法

沿航向干涉法是一种检测运动目标简单易行的有效方法。在低频双通道SAR系统中,为了保证干涉性能,不仅要考虑降低图像相干性的各类误差,还要考虑实时成像过程中残留的RFI对通道图像的影响。本文首先与高频系统中的误差进行比较,分析了影响低频双通道SAR系统的主要误差及其特点;其次分析了RFI对干涉图干扰的基本原理与特征,进而提出了一种提高双通道低频SAR干涉图性能的误差校正方法。该方法充分考虑了低频SAR系统的接收机频率特性误差、天线方向图误差、干涉相位误差及图像配准误差,利用基于方位时域距离频域干涉图的中值滤波器能够有效抑制具有窄带特性、时变性和空变性的RFI信号。国内首批机载双通道低频SAR实测数据验证了该方法的有效性与可靠性。该算法运算简单,效率高,适合对沿航向干涉法的实时处理。     

基于模拟数据的极化干涉SAR成像研究

干涉SAR(InSAR)是提取地形高度信息的新技术,本文主要研究利用不同的极化信息进行InSAR三维成像技术.文中分析了多极化信息进行InSAR成像的过程与算法,利用棒的极化散射特性,模拟了极化InSAR数据,验证了多极化InSAR成像模型和算法,并分析比较了多极化InSAR与单极化InSAR的成像结果,结果表明多个通道的极化InSAR成像可以有效地减小噪声干扰,更好的恢复高度信息.     

三星编队干涉SAR测高的星间相位同步链路设计

对于三星编队干涉合成孔径雷达(SAR)地形测高,文中利用精确的Hill方程对卫星相对轨道和星间基线进行定量分析。首先,根据沿航向基线和垂直航向基线的约束确定三星编队,并同时干涉测高的工作区间;然后,根据喇叭波束宽度和三星的相对位置关系,正确切换相位同步喇叭,建立主星和两颗副星间相位同步链路,以获取两颗副星SAR成像所需的相位同步信息。其结论可为多星编队干涉SAR系统设计提供有益参考。     

一种基于增采样的干涉SAR相位解缠方法

干涉合成孔径雷达测量地形高程时,复杂地形区域的干涉条纹过密会导致干涉相位解缠失败,从而使得无法精确获得地形高程信息。该文提出一种降低错误解缠率的新方法,通过对干涉复图像进行增采样,使得干涉条纹相位梯度降低,从而降低相位滤波和相位解缠处理的难度,降低相位解缠的错误率。利用干涉复图像频率与Nyquist频率之间的关系,进行所提方法对地形的适应性分析。理论分析和仿真结果验证了所提方法的有效性,尤其是对于符合Nyquist采样的大坡度区域,该方法有很好的滤波和解缠效果。该文提出的方法不需要增加额外数据,实现简单,运算速度快,可应用于干涉合成孔径雷达的地面处理系统中。     

解运动目标径向速度模糊的多通道干涉SAR/GMTI方法

针对常规的合成孔径雷达/地面运动目标检测(SAR/GMTI)系统目标径向速度过大导致的速度模糊问题,提出了一种解径向速度模糊的多通道干涉SAR运动目标检测方法。该方法通过设置4个不等间隔的接收通道并合理设计各通道间距,对两两子图像分别进行干涉对消处理,得到2个测速集合,这2个集合的交集元素即为目标速度的正确估计,从而有效解决速度模糊问题,实现对目标径向速度的精确估计。理论分析及计算机仿真验证了该方法的有效性。     

基于RVoG模型的极化干涉SAR最优基线分析

 针对极化干涉SAR体散射体参数估计应用,基于随机体散射体/地表二层(RVoG)模型分析研究了其最优基线问题.在基线去相干、RVoG模型、相位管等相关理论分析基础之上,证明了最优基线的存在性,给出了其定义与计算方法,比较了其与常规干涉SAR最优基线的异同.通过仿真验证并讨论了雷达、成像几何和体散射体参数对最优基线选取的影响.     

一种解速度模糊的多通道干涉SAR运动目标检测方法

本文针对机载三通道干涉SAR/GMTI实现方法中因相位模糊导致的速度模糊问题,提出了一种不等间隔四通道干涉SAR/GMTI实现方法。该方法通过增加一个接收通道和合理设计通道间的间隔,最终得到了两个测速集合,而两个集合的交集元素即为目标的运动速度,从而解决了速度模糊问题,并提高了对目标的定位精度。理论分析和计算机仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于粗数字高程模型信息的干涉相位图生成方法

该文提出了一种基于粗数字高程模型(DEM)信息的干涉相位图生成方法,其思路为充分利用已有的DEM信息来完成SAR图像配准-干涉相位滤波处理。此方法首先根据粗DEM信息和系统参数计算得到SAR图像中每一像素的2维配准偏移量,从而完成SAR图像的配准。在干涉相位滤波中,由粗DEM信息仿真生成已知地形的干涉条纹图用以补偿InSAR系统录取得到的干涉相位,再对残余相位进行滤波处理,提高干涉相位滤波的性能。另外,对于高分辨率SAR图像,粗DEM高程误差和系统参数误差会引入较大的图像配准误差,该文再利用联合像素子空间投影方法进一步完成SAR图像的精确配准和相位滤波。仿真结果验证了该文方法的有效性。     

地面RCS起伏特性模拟及对ATI检测性能的影响

在假定目标RCS起伏为高斯形状频谱特性的前提下,将高斯白噪声通过一个高斯谱特性的低通滤波器来模拟目标RCS起伏特性。首先用康斯坦尼兹法设计了低通滤波器,并根据地杂波等效速度的不同,得到一组不同的滤波器响应,进而实现了背景RCS起伏程度不同的地杂波的模拟。然后以该地杂波为背景,采用ATI方法进行动目标检测,分析了地面背景RCS起伏特性对动目标检测性能的影响。计算机仿真结果表明：在一定的虚警概率下,当不考虑接收机噪声时,随着RCS起伏加剧,动目标径向最小可检测速度增大。最后得到结论：用基于ATI方法进行动目标检测时,若不考虑雷达接收机噪声,则地面背景RCS起伏特性是影响最小径向可检测速度的主要因素。     

干涉SAR三维地形成像数据处理技术综述

干涉合成孔径雷达（InSAR,Interferometric Synthetic Aperture Radar）三维地形成像技术能够提供精确的高分辨率地形高度信息,它在上世纪后期发展非常迅速,目前仍是SAR技术领域的研究热点之一。本文给出了干涉SAR三维地形成像数据处理流程及主要步骤,综述了图像配准、相位展开、基线估计以及高度计算等干涉SAR数据处理步骤实现算法的发展概况,比较了各种算法的优劣,最后分析了干涉SAR三维地形成像数据处理所面临的技术难点,并对未来的研究重点作了展望。     

EQUIVALENT BASELINE AND INTERFEROMETRIC PHASE OF CLUSTER SATELLITE SAR

The change of the equivalent baseline and interferometric phase of cluster SAR satellites is analyzed when the constellation circles around the Earth and the satellites rotate around the center at the same time. The letter provides assessment of baseline error and phase error which influence the precision of height measurement in the across-track interferometric mode. The mathematical model of cluster satellite movement is built, simulation analyses and the curve of height error are presented. The simulation results show that height measurement error can be compensated by the formulae derived in this letter, therefore, the Digital Elevation Models (DEM‘s) are recovered accurately.     

一种面向无参考点的顺轨干涉SAR海面复图像配准方法

顺轨干涉SAR海面复图像通常利用静止陆地参考点进行配准,获得精确有效的海洋流场干涉相位信息。复图像中无参考点时,仅能依据海浪纹理进行配准,受海面随机运动以及低信噪比的影响,配准像素偏移往往会出现像素级误差,并导致干涉相位图质量严重下降。根据大尺度海浪变化周期较长,在干涉成像间隔内可视作静止这一特征,该文提出保留大尺度海浪对应的方位谱分量以提高数据信噪比和相关性,进而提高配准精度的方法,并选用海面实际方位分辨率作为大尺度海浪方位谱选取范围的约束条件。通过机载顺轨干涉SAR实验数据证明,所提方法可有效提高无参考点海面复图像的配准精度。     

利用残余点优选InSAR干涉相位条纹图的研究

该文基于相位展开中残余点的概念,深入研究了残余点发生概率与配准精度间的内在联系,根据所得出的模型,提出以残余点的数目作为衡量不同配准结果的准则。挑选出最佳的条纹图,从而最大程度地减小数字高程图中因配准所引起的误差．实际数据的研究表明,该方法简便精确、行之有效．     

An algorithm for interferometric SAR data processing

In this paper, an algorithm of generating INSAR unwrapped phase image from SAR single-look complex images is presented. Besides the general processing technique, this article focuses on the methods of flat-earth phase removal, phase noise reduction and phase unwrapping. The availability is tested by the results of processing ERS-1/2 SAR images.     

基于局部最小生成树的干涉SAR二维相位展开

二维相位展开是干涉SAR数据处理中的关键步骤之一.该文在分支优化模型的基础上提出一种基于局部最小生成树的干涉SAR二维相位展开算法.该算法克服了经典的Goldstein算法中残余点之间重复连接形成闭合区域的缺点.同时由于质量图的使用,优化了残余点的连接,局部最小化了分支的总长度,实验结果证实了该算法的有效性.     

分支阻断干涉SAR相位展开算法的解析与实现

本文以干涉SAR相位展开的残差理论为基础对经典的相位展开算法分支阻断算法进行了详细深入的理论分析和解析.对长期以来由于原始文献的简节或由对残差现象的不充分理解而造成的对Goldstein的分支阻断算法的错误理解和结论进行了说明和纠正.进而,引入了统一接地处理与最近邻偶极子对残差预处理步骤,大幅度降低了分支的长度及展开相位解平面中的不连续区域的个数.最后讨论了分支阻断算法的性能和特点,及其在分离残差方面的普遍意义.实际X-SAR数据的相位展开处理给出了正确而详尽的结果.     

星载分布式SAR干涉信号分析

星载分布式合成孔径雷达(SAR)具有双站和斜视的特点,本文分析了在这种情况下干涉信号的一些特征:(1)干涉信号相位与成像处理间的关系;(2)考虑地形情况下,干涉信号相位差及其相干性;(3)考虑配准误差时干涉信号相位差及其相干性。仿真分析了一系统干涉信号相干性随地形、基线及配准误差的变化。     

浅海水下地形SAR成像的速度聚束调制

速度聚束调制是浅海水下地形合成孔径雷达（SAR）成像的关键理论,文中对其进行了深入研究。首先从多普勒频移观点论述了速度聚束调制,然后从海浪运动观点,对速度聚束调制重新进行理论推导,指出了两种观点得到结果的异同。最后由理论推导,证明了雷达参数之间需要满足一定的约束条件,才能保证速度聚束调制的准确性。本研究为SAR海洋遥感系统的设计提供了参考。     

主星带伴随小卫星编队系统的AT-INSAR基线研究

对于小卫星编队雷达系统来说,基线是编队构形设计的关键,本文主要从AT-INSAR(Along Track Interferometry Synthetic Aperture Radar,简称AT-INSAR)测速精度方面来分析基线:首先根据小卫星编队空间几何关系,建立了空间基线的模型;接着建立了主星带伴随小卫星编队雷达系统AT-INSAR模型;基于这两个模型,分析了空间基线对于测速精度的影响;最后以"干涉车轮"为例仿真分析了空间基线对于AT-INSAR测速精度的影响,得到了有用的结论.