新体制SAR三维成像技术研究进展

常规SAR成像,平台沿直线飞行,形成直线型合成孔径,仅能获取2维图像,即3维空间中的观测场景在斜距-方位平面的2维投影,图像具有叠掩、透视缩短、阴影等畸变现象。SAR 3维成像突破了斜距-方位2维频率信息获取,能够获取第3维频率信息,实现3维分辨,可获得观测场景的散射中心在3维空间中的分布,从而解决叠掩问题,消除透视缩短、顶底倒置等几何形变现象,更直观地描述客观场景,已成为国际研究热点。该文介绍SAR 3维成像的概念和主要观测模式,分析该领域国内外研究现状和进展,重点阐述作者所在研究团队的SAR 3维成像研究进展,最后对SAR 3维成像技术进行总结和展望。      

干涉合成孔径雷达数据处理实现方法

本文提出了干涉合成孔径雷达(INSAR)从SAR单视复图像到非模糊相位图的一种实用数据处理方法。详细讨论了其中的去平地相位、相位图噪声抑制、相位展开等的实现方法。并用ERS-1/2的真实SAR图像数据验证该方法的有效性。     

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.     

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.     

干涉圆迹SAR的目标三维重建方法研究

圆迹合成孔径雷达（CSAR）的360全方位观测能够获取目标各方向的散射特征,但是单轨迹圆迹SAR对于强方向性目标高度向散射特征的获取能力非常弱。该文针对典型目标开展3维圆迹SAR干涉方法研究,开展了基于暗室实验的原理性验证,首次给出了实际坦克金属模型的干涉圆迹SAR的3维重建结果,验证了该方法的有效性,同时展示了3维重建与全方位观测相结合在目标精细特征描述方面具有的重要应用潜力。      

相关系数图分类及其在干涉SAR二维相位展开中的应用

二维相位展开是干涉SAR数据处理中的关键步骤。该文在讨论干涉SAR相关系数图分类与二维相位展开之间关系的基础上,将相关系数图分类应用于干涉SAR二维相位展开。提出了基于K-均值-Markov随机场的干涉SAR相关系数图组合分类算法。在相位展开时对特定类别的区域作相应的处理,避免了不含有效相位区域的相位误差在相位展开过程中的传播。实验结果证实了该方法的有效性。     

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。     

重复飞行机载干涉SAR的实验研究

该文在介绍重复飞行机械干涉SAR基本原理之后，分析了在L波段机载SAR（CASSAR）飞行实验中的航线控制方式和航线偏差对干涉成像的影响，研究了基于INS／GPS组合导航系统的运动补偿方法，提出了利用配准点拟合投影函数方法解决非平行基线的去相干性问题，通过高程反演，获得了观测地区局部的三维地形图。     

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。     

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.     

星载干涉SAR中的基线问题

基线在星载干涉SAR的系统设计和数据处理中起着非常重要的作用.本文比较全面地阐述了空间基线在星载干涉SAR中的作用.特别分析了星载干涉SAR中空间基线对SAR图像相关性、地距分辨率以及干涉SAR数据处理中的距离向平地效应和多视平均处理的影响.讨论了星载干涉SAR空间基线的设计问题,推导了空间最优基线的确定公式.最后进行了计算机仿真,仿真结果表明分析正确.     

交轨干涉SAR涌浪干涉相位模型及数值模拟

建立了包含海表面高度和速度聚束的交叉轨迹干涉合成孔径雷达(AcrossTrack Interferometric Synthetic Aperture Radar,XTI-SAR)涌浪干涉相位模型,得到了涌浪成像的解析表达式.进一步研究了XTI-SAR沿方位向传播的涌浪成像机制.定义二次谐波振幅与基波振幅比率来表征成像非线性,通过比较XTI-SAR和沿轨迹干涉合成孔径雷达(Along-Track Interferometric Synthetic Aperture Radar,ATI-SAR)相位的二阶调和分量,分析不同海况和干涉SAR参数情况下的数值模拟,结果表明:当速度聚束弱时,XTI-SAR相位比ATI-SAR相位具有较强的非线性,ATI-SAR比XTI-SAR更适合测量海浪.当速度聚束强时,XTI-SAR相位比ATI-SAR相位具有较弱的非线性,XTI-SAR比ATI-SAR更适合测量海浪.     

A Wide-Band Approach to the Absolute Phase Retrieval in SAR Interferometry

Because of possible multiple solutions allowed, the unwrapping of interferometric fringe patterns in the spatial domain is an ill-posed problem which needs some a priori knowledge of the ground morphology for the solution of ambiguities. This is especially true for interferometric SAR (Synthetic Aperture Radar) data. In this paper we propose a different approach to InSAR processing for retrieving the height of ground points independently from each other, unlike most conventional phase unwrapping procedures, which operate in the spatial domain. The basic idea is to repeat raw data focusing by using range sub-bands centered at different frequencies, in order to find a point history of the interferometric phase variation vs. frequency. We introduce the general framework of the method together with considerations on the theoretical limits of applicability, then we report results of our simulations related to a wide-band SAR system. We show that, under certain conditions, height values can be retrieved over a network of coherent and strong scatterers, even when enclosed into low-coherence areas.     

通过数据处理实现微细台阶面的测量

分析了微细台阶面表面形貌测量可能会出现平滑或失真现象的根源 ,提出一种基于测量数据分析和数据处理的解决方法。此方法已成功地应用于自行研制的衍射光学元件三维表面形貌测量系统中。     

机载大斜视SAR的运动补偿方法

对机载大斜视的合成孔径雷达成像因速度变化引起的运动补偿方面的问题展开了研究 ,提出了大斜视角条件下运动补偿的方法 ,对其分别进行一次和二次相位补偿 ,并在进行方位压缩时考虑三次相位 ,其结果能较好地实现运动补偿。同时对补偿性能也作了分析 ,对基于运动参数估计的窄波束宽幅SAR成像算法进行了改进 ,增加一次和二次相位补偿的步骤 ,成为适用于机载大斜视SAR的成像算法     

聚束式SAR的宽场景成像算法

 提出了基于SPECAN处理的宽场景聚束式SAR成像算法.首先对距离Dechirp后的信号在方位上作谱分析(SPECAN)处理消除方位模糊并对信号支撑区进行伸缩与平移变换,二次相位补偿后选择合适的插值方法恢复信号理想支撑区,最后二维IFFT成像.讨论并给出了算法对脉冲重复频率选择的限制.仿真实验验证了该方法的有效性.     

Signal Processing for Large Bandwidth and Long Duration Waveform SAR

We first show that for some kinds of signals a bandwidth and time duration reduction technique can be used to simulate waveform distortions caused by moving targets, that is, it is correct to measure the waveform distortions at very large TB with relatively small by reducing TB and increasing while keeping TB unchanged, where T is the duration of the transmitted signal, B is the bandwidth and is the relative speed of targets. We then study the waveform distortions in SAR signals caused by moving antenna. Based on the bandwidth and time duration reduction technique, a lot of time and memory are saved in simulations. We then confirm by simulations that waveform distortions do pose problems when processing very large bandwidth and long duration SAR data using conventional SAR processing methods. Finally we propose the concepts of wideband and narrowband processing of SAR data. Models are set up for wideband and narrowband SAR data processing, and new methods are presented for reconstructing targets using the proposed models. Simulations show that the methods can improve the quality of the simulated SAR images.