编队卫星SAR系统的模糊函数分析

从编队卫星SAR的特点出发,定义了编队卫星SAR的模糊函数,推导出了模糊函数的数学表达式,并进行了计算机仿真。仿真结果充分验证了本函数的有效性。通过分析模糊函数可以直观地看出编队卫星构型对系统分辨率的影响,这为卫星构型的选择提供了依据。     

分布式小卫星SAR系统模糊函数分析

考虑地球自转、地球曲率以及卫星轨道等参数,建立了分布式卫星绕地飞行模型,利用该模型在原有方法基础上推导出新的分布式星载合成孔径雷达模糊函数,新的模糊函数将卫星之间的运动也考虑在内,更符合实际情况.依据理论分析进行计算机仿真,仿真结果验证了函数的有效性,表明地球自转、曲率、卫星轨道和卫星编队构型等对系统分辨性能有明显影响,为系统设计提供了依据.     

分布式卫星干涉SAR测速误差分析

在应用分布式卫星干涉SAR进行地面运动目标检测(GMTI)时,由于卫星群的绕飞运动,各小卫星的航迹不完全平行,速度矢量存在差异,导致沿航迹干涉基线长度随时间不断变化,从而影响干涉相位图,带来测速误差和目标定位误差。针对此问题,该文分析了分布式卫星群的实际轨道情况,建立了由基线长度变化导致的测速误差模型,提出了两种可有效消除此误差从而提高测速精度的信号处理方法。最后进行了计算机仿真实验,实验结论证实了文中所提出方法的有效性与准确性。     

分布式小卫星SAR多普勒解模糊成像

该文结合实际卫星轨道及地球自转特性,研究利用分布式小卫星丰富的空域信息解多普勒模糊,从而解决宽场景成像和方位高分辨之间的矛盾。提出建立子孔径坐标系,解决地球自转引起的星间回波不一致性并简化椭圆轨道的几何复杂性。建立子孔径坐标系包括两方面：一是将成像几何模型转换到地球固定坐标系下分析,此时地面场景静止,卫星轨道等效旋转;二是分孔径处理,针对每个子孔径建立坐标几何,经过误差补偿后小卫星轨道构型等效为固定基线且平行。对每个子孔径回波数据分别进行空域滤波解模糊处理后再进行孔径拼接,同时结合传统星载SAR成像算法实现大场景高分辨成像。最后以CARTWHEEL模型为例进行仿真,验证了该方法的有效性。     

基于高程测量误差的分布式卫星SAR编队构形设计

卫星编队构形是影响分布式卫星SAR系统性能的重要因素之一。该文主要研究满足绕飞轨道条件下的分布式卫星SAR编队构形设计问题,提出了基于高程测量误差最小的分布式卫星SAR编队构形设计方法。文中给出了分布式卫星SAR多组高程测量数据融合后的像素单元高程测量误差表示,并提出了给定观测区域的高程测量误差表达式。在此基础上,以观测区域的高程测量误差为优化目标,采用遗传算法对分布式卫星初始编队构形进行优化设计。仿真试验验证表明,通过该方法得到的初始卫星编队构形能够较好的降低给定观测区域内的分布式卫星SAR高程测量误差。     

分布式小卫星合成孔径雷达的空间编队构形研究

合理的空间编队构形是实现分布式小卫星SAR系统功能的基础.着重讨论分布式小卫星合成孔径雷达(SAR)空间编队构形的设计问题.分析了实现三维地形成像、提高空间分辨率和动目标检测三种系统功能时,空间编队构形设计所需解决的问题,提出了进行分布式小卫星SAR空间编队构形设计的三个最优化准则,给出了空间编队构形的评估方法,并对现有的几种分布式小卫星SAR的空间编队构形进行分析.最后根据分布式小卫星SAR的空间编队构形,通过与单颗星载SAR回波信号相比较,分析了分布式小卫星SAR回波信号的特点,为其数据处理提供参考.     

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.     

编队卫星SAR回波多普勒频率特性分析

针对以编队小卫星为平台的合成孔径雷达(SAR)应用系统,给出了一种推导多普勒频率解析公式的方法.该方法利用编队卫星与地面目标之间的空间几何关系及编队卫星之间的相对运动,以SAR系统参数、主星轨道根数、编队构形及目标运动参数等为前提条件,通过多个坐标系之间的相互转换,将地面目标与编队卫星的运动矢量统一在地心赤道坐标系内推导了目标回波的多普勒频率表达式.分析了回波多普勒中心频率及多普勒调频斜率的特性,通过仿真验证了从星轨道根数计算公式及多普勒频率计算公式的正确性,为进一步研究编队卫星SAR系统参数设计和选择奠定了基础.     

分布式小卫星SAR宽域和高方位分辨率处理方法

用多个分布式小卫星构成星座．可以完成多项雷达探测任务，如地面动目标检测(GMTI)、地面高程测量等。其探测性能可比单个卫星明显提高。分布式小卫星也可用来提高SAR的横向分辨率，主要是解决高横向分辨率与宽测绘带的矛盾。小卫星用横向孔径小的天线(为提高横向分辨率)和较低的重复频率(为加宽测绘带)，其回波信号会产生多普勒模糊，但多个小卫星的空间自由度可用来解模糊，从而可以实现宽域(宽观测条带)和高方位分辨率SAR成像。本文对分布式卫星解多普勒模糊的方法进行了讨论，并提出了对卫星星座构形的要求。如果星座构形已定，则应微调脉冲重复频率以满足解多普勒模糊的要求。     

主星带伴随分布式小卫星SAR系统效能分析

针对主星带伴随分布式小卫星系统效能分析巾几个关键问题进行了研究。首先,根据分布式小卫星SAR系统的任务需求,给出了系统效能评估指标体系：结合分布式小卫星轨道运行特点,建立了系统能力模型：根据系统的工作状态,建立了系统可靠性Markov模型;基于能力模型与可靠性模型,建立了主星带伴随分布式小卫星SAR系统效能评估模型。仿真结果证明,以上模型的建立为主星带伴随分布式小卫星SAR系统效能分析以及系统参数设计提供理论依据。     

面向高轨目标监视的脉内步进频-循环相位编码信号及其模糊函数分析

该文针对高轨空间目标监视问题,研究分布式相参雷达体制的波形设计问题,其核心目标是需要在确保波形良好正交性的前提下兼顾信号的大时宽带宽。该文提出一种引入循环码概念的脉内步进频与相位编码复合调制的波形,首先给出了脉内步进频-相位编码信号的时域表达式,然后推导出其模糊函数和自相关主峰幅度,其次引入循环码概念与设计,最后将脉内步进频-循环相位编码信号与其他信号进行了对比。仿真结果表明,与单调制信号和脉间调制信号相比,脉内步进频-循环相位编码信号具有更好的正交性,同时保证了信号的大带宽,为后续全相参雷达波形设计研究工作提供了较好的理论支撑。     

基于CMMB的外辐射源雷达信号模糊函数分析与处理

根据中国移动多媒体广播(CMMB)信号结构,该文分析了该信号作为雷达辐射源的模糊函数特性,研究了副峰产生的机理,并与欧洲数字视频地面广播(DVB-T)信号特性做了比对;针对因循环前缀引起的模糊函数副峰和同步信号引起的多普勒模糊带对目标探测产生的不利影响,提出了副峰抑制的方法。仿真和实测结果验证了文中副峰产生机理分析的正确性,同时所采用的方法能有效抑制模糊副峰,为目标探测奠定了基础。     

基于模糊函数的雷达辐射源个体识别

雷达辐射源个体识别是现代电子情报和电子支援系统的重要研究内容。本文在辐射源个体特征分析的基础上,提出了一种基于模糊函数的辐射源个体识别算法。针对模糊函数的冗余性,分别利用模糊函数切片和局部模糊函数切片表征雷达的细微差异与个体特征,并推导了局部模糊函数切片的快速算法。仿真实验验证了提出算法对于辐射源个体特征提取和识别的可行性和有效性。     

低轨卫星与5G-R融合网络架构设计

由于地面网络覆盖不均匀,信号质量不够稳定,无法实现铁路交通网络的全程、快速、实时监测,阻碍了我国铁路交通网络的快速发展。同时,低轨卫星通信与地面5G的融合成为热点,二者的融合能够使卫星网络作为地面网络的有效补充。当前星地融合较少用于5G-R技术场景中。本文梳理了铁路卫星通信以及星地融合网络的研究现状与发展趋势;分析了铁路通信系统中各业务的通信需求。在此基础上,提出低轨卫星与5G-R融合网络架构。在弥补铁路通信网络覆盖盲区的同时,提供大容量的信息回传,有效保障铁路交通的安全运行,实现铁路交通的信息化、智能化管理。     

基于球面交点的AFM算法的误差分析与改进方法

基于球面交点的模糊度函数法是一种利用GPS信号求解载体姿态的有效算法,但其成功率受观测噪声影响很大,针对这一问题,该文对该算法进行了误差分析并提出提高成功率的改进方法。首先将原算法推广到双差观测模型,然后分析噪声的统计特性和误差传播的特点,深入研究了其对姿态解算成功率的影响,最后通过整周模糊度识别算法降低求解过程对噪声的敏感性。实验表明：相比于原算法,改进算法有效地提高了GPS姿态解算的成功率,同时消除了原算法对公共时钟的限制。     

基于MM算法的脉冲串模糊函数设计方法

针对离散相位调制脉冲串信号的模糊函数优化问题,提出了一种基于MM算法的波形设计方法。MM算法是一种求解最优化问题的迭代算法,通过重复“构造辅助函数-求解辅助函数最优值”的过程,可以逐步逼近原问题的全局最优解。本文首先将脉冲串模糊函数设计问题建模为带约束四次型最优化问题,然后根据泰勒展开,给出了位于原函数上界的辅助函数的构造方法。其中,辅助函数的形式为带约束二次型最优化问题,可通过交替方向乘子法（ADMM）求解。最后通过计算机仿真说明了该方法的有效性。     

双基地线性FMCW雷达信号模糊函数及分辨特性

该文通过对双基地雷达几何结构和线性调频连续波(FMCW)信号的特点分析,推导了双基地线性FMCW雷达信号的模糊函数,表明模糊函数形状受目标位置的影响;从模糊函数推导出的距离分辨率、速度分辨率、距离速度耦合斜率均是关于目标双基地角的函数,从而导致目标的分辨特性与目标位置有关。该结论可为这种雷达体制在信号处理和波形设计上提供理论依据。     

基于SM-PSO算法的分布式SAR卫星系统构形优化设计方法研究

针对由3颗或者3颗以上卫星组成的分布式SAR卫星系统,该文提出了一种基于改进粒子群算法的构形优化设计方法。首先给出了系统卫星平均轨道要素偏差的确定方法,并确定了分布式SAR卫星系统构形设计的一般流程。为了准确快速的完成基于任务要求的系统构形设计,提出了基于SM-PSO算法的系统构形优化设计方法。最后,以构形稳定性为目标函数,有效基线范围、工作时间和地面覆盖带为约束条件,对系统构形进行优化设计。仿真结果表明：该系统构形优化设计方法得到的系统构形参数可以较好地满足系统的覆盖特性以及系统在长期运行过程中能够保持相对稳定的有效基线。