基于一阶海洋回波的HF-SAR提取表层海流性能分析

将合成孔径技术用于高频地波雷达,以实现单站提取表层海流,对于降低观测成本、提高效率具有重要意义。但现有的高频合成孔径雷达(HF-SAR)信号模型是基于理想点目标的,而未考虑海域分辨单元的Bragg散射效应。针对这一问题,基于一阶海洋回波理论,该文提出了用HF-SAR提取表层海流的改进的信号模型,并分析了Bragg散射对HF-SAR方位向回波的影响。然后针对方位向回波信号的特点,给出了相应的速度估计算法。最后通过蒙特卡洛仿真分析了HF-SAR对指定海域分辨单元的速度估计性能,结果显示对于流速和流向的估计精度能够满足工程应用的要求,这表明用HF-SAR提取表层海流是可行的。     

一种高频SAR的动目标成像算法

首先建立单运动点目标的高频合成孔径雷达(HF-SAR)信号模型;然后基于频域校正距离徙动的距离-多普勒算法和适合动目标的方位脉压函数,设计了一种动目标成像算法;最后通过仿真比较分别用静目标和动目标的方位脉压函数对动目标回波信号进行成像处理的结果,得出了动目标的距离向速度导致成像位置偏移,而方位向速度导致图像散焦的结论。仿真结果表明文中设计的动目标成像算法能够实现HF-SAR对运动点目标的精确成像。     

基于complex-EOF的高频地波雷达海流数据的空时特性

利用布设在高频地波雷达福建示范区的东山、龙海2个雷达站的约3天的海流数据进行矢量正交经验函数分析。分析结果表明前3个模态的方差贡献率分别为91%、4%和1.4%,累计方差贡献率达到了96%,是主要模态。模态1的空时分布特性表明模态1主要反映了半日潮流的信息,并且在一定程度上反映了水深分布的信息;模态2的空时分布特性表明模态2主要反映了风生流以及流场旋转特性的信息;模态3的空时分布特性表明模态3主要反映了上升流的信息。     

单站高频地波雷达矢量海流生成算法研究

从一种二维海洋模型--流函数模型出发,在一定区域内利用单站宽波束高频地波雷达径向流数据构造流函数以求取矢量流分布,提出了一种全新的矢量流生成算法,并用雷达实测数据对算法进行了检验.该算法的实现应用了动态网格划分、最小二乘法和加权平均等数值技术,保证了算法的有效性和稳定性,提高了计算精度.将流函数算法用于高频地波雷达OSMAR2000实测的单站径向流场数据,所得矢量流场与海流计观测资料进行定点分析比较,算法精度达到流速15cm/s,流向20°.     

高频地波雷达浪高参数提取的一种新算法

从Howell深水无表面流情况下的二阶窄波束雷达截面方程出发,提出了一种变换积分对象、不等分积分区间构成稀疏矩阵方程来反演无向浪高谱的新算法.在不同信噪比和不同海况条件下进行数值仿真,当信噪比高于35dB时,该算法有较高的反演精度.并将该方法应用于"高频地波雷达现场对比验证试验",反演结果与观测船输出结果比较,有效浪高的平均绝对误差为0.32m,并与Barrick法和Howell法进行了比较.模拟结果和实测结果都表明该反演算法的正确性和可行性.     

MUSIC算法提取海洋表面径向流方位的信号预处理

阐述从高频地波雷达海洋回波反演海洋表面流中,使用MUSIC算法提取径向流方位必须的信号预处理.海洋回波首先经线性调频中断连续波(FMICW)波形解调,分成不同距离元海洋回波.在各通道独立接收的海洋回波谱分析的基础上,针对每一距离元进行通道幅度的软件校准.接着从每一距离元合成的海洋回波多普勒功率谱中,分离包含海洋表面流信息的一阶谱区,再依据“局部噪声阈值扣除法”确定其中的可用信号.最终由MUSIC算法提取每一可用信号(其频偏对应径向流速)的多个存在方位,从而获得海洋表面径向流场的完整信息.本文阐述预处理使用的各种算法、效果及实测信号的部分处理结果.     

高频地波雷达射频干扰抑制新算法的研究

针对高频地波雷达易受到其他设备发射的高频信号干扰的问题, 通过分析射频干扰与有效目标信号在雷达回波中的表现形式及其在雷达距离多普勒谱图中出现区域的差异, 运用多重信号分类算法估计射频干扰的频率和方位角子空间, 利用子空间投影的方法分别在频率和方位角上分解射频干扰信号和有用目标回波信号, 之后从原信号中减去射频干扰分量, 从而实现射频干扰抑制的目的.仿真结果与实测数据的处理结果都表明:该算法可以有效抑制射频干扰.     

浅地层探地雷达合成孔径算法的研究

本文重点总结了目前常用的各种探地雷达合成孔径算法,针对这些算法应用到浅地层的情况进行了研究, 同时提出了一种修改的基于基尔霍夫偏移的合成孔径算法;通过对实测数据的处理,得出结论:基于微波全息成像的SAR 算法和基于Stolt偏移的SAR算法更适合应用到浅地层探地雷达;对于浅地层探地雷达合成孔径算法的研究有重要的指导 意义。     

基于神经网络的高频地波雷达目标到达角估计

该文利用神经网络进行高频地波雷达目标到达角估计。论文分别采用RBFN和GRNN构造了基于函数逼近和模式编码的到达角估计网络,介绍了网络结构、数据仿真的过程和应用于高频地波雷达目标定向的实际效果。数据仿真和现场实验的分析结果表明基于模式编码的GRNN网络到达角估计方法鲁棒性较好,在低信噪比时能够给出正确估计。     

基于内定标信号的合成孔径雷达系统幅相误差的提取和校正

该文根据合成孔径雷达的三路定标设计,提出了基于内定标信号的收发系统幅相误差的提取和校正方案。与从雷达回波数据中提取系统相位误差的方法相比,该方案具有两方面的优越性：提取误差不受地物特性的限制,使用方便;不但可以提取相位误差,还可以提取系统幅度误差。经验证该方案能大大改善图像质量。     

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.     

无人机载毫米波合成孔径雷达技术

本文主要介绍了无人机毫米波成像雷达与微波雷达相比具有的技术特点，较详细地讨论了无人机毫米波成像的关键技术及实现方法。     

便携式高频地波雷达东海表面流探测试验

 便携式高频地波雷达系统(OSMAR-S)采用了线性中断调频连续波体制和单极子/交叉环紧凑型天线阵,通过双站合成得到海洋表面矢量流.2007年11月在洋山海域进行了OSMAR-S与其他海洋测量设备的表面流现场探测对比验证试验.试验采用了构成二个断面的五个定点和运用漂流浮标的一个动点同时进行的对比监测方式.试验结果表明了OSMAR-S系统的表面流测量效果与其他海洋测量设备的一致性.     

一种海洋表面矢量流图生成算法的研究

针对海洋动力学重要参数－海流,利用两台雷达的海洋表面径向流图,来生成海洋表面矢量流图的算法,并给出计算机模拟的结果。结果表明,该算法获得的海洋表面矢量流场效果良好,达到了工程应用的预期效果。     

利用GPU实现SAR图像的并行处理

利用GPU计算处理能力,实现并行RD成像算法。提出了一种具有高并行度机载SAR实时并行成像算法实现方案。对实测数据进行成像处理结果表明,文中所提方案能够满足实时成像处理要求,同时与传统实时成像处理系统相比较,能够大幅降低硬件、软件开发成本和周期。     

基于“数据驱动＋智能学习”的合成孔径雷达学习成像

对感兴趣目标的数量、位置、型号等参数信息的精确获取一直是合成孔径雷达(SAR)技术中最为重要的研究内容之一。现阶段的SAR信息处理主要分为成像和解译两大部分,两者的研究相对独立。SAR成像和解译各自开发了大量算法,复杂度越来越高,但SAR解译并未因成像分辨率提升而变得简单,特别是对重点目标识别率低的问题并未从本质上得以解决。针对上述问题,该文从SAR成像解译一体化角度出发,尝试利用“数据驱动+智能学习”的方法提升机载SAR的信息处理能力。首先分析了基于“数据驱动+智能学习”方法的SAR成像解译一体化的可行性及现阶段存在的主要问题;在此基础上,提出一种“数据驱动+智能学习”的SAR学习成像方法,给出了学习成像框架、网络参数选取方法、网络训练方法和初步的仿真结果,并分析了需要解决的关键性技术问题。      

一种新的机载宽波束SAR前向运动补偿算法

工作于低频段的机载宽波束SAR为了获取高分辨图像,对前向运动误差补偿精度的要求很高。前向运动补偿通常采用方位向重采样或实时PRF调整,前者的计算量较大,而后者又需要额外的硬件设备。文中提出一种新的适用于机载宽波束SAR的前向运动补偿算法,利用信号的时频对应关系,在子孔径距离多普勒域中构造相位补偿因子以消除前向运动误差的影响。算法计算量较小,适合于机载宽波束SAR实时处理。仿真和实测数据处理结果验证了算法的有效性。