复杂场景下深度表示的SAR船舶目标检测算法

雷达图像目标检测是国家海洋军事和经济发展的重点研究领域.与被动成像的光学雷达相比,合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)由于其高分辨率、全天候、全天时、主动式等特点,成为20世纪以来多国雷达研究的重要组成部分.图像目标检测是雷达图像解译的基础.提出一种复杂场景下深度表示的SAR船舶目标...     

基于合成孔径雷达回波数据的海岸线提取方法

合成孔径雷达(synthetic aperture radar,简称SAR)通过对地面目标的多次照射来提高方位向上的目标分辨能力,由此使现有的SAR目标检测算法通常是一个基于SAR图像的"后处理"过程.在分析各种成像算法和现有的一些典型SAR目标检测算法的基础上,提出了一种在非成像状态下进行海岸线提取的新方法,把成像处理与目标检测问题有机地结合起来.通过真实星载SAR回波数据应用实验,证明了直接利用SAR回波对海岸线检测的有效性.     

高分辨率极化合成孔径雷达成像研究进展

合成孔径雷达（Synthetic aperture radar,SAR）是一种有效的地球遥感技术,对观测区域进行全天时、全天候的高分辨率大范围成像,在军事侦察、环境监测和地质测绘等领域有着十分广泛的应用。随着雷达技术和地球科学的发展,人们期望能够获取更多的目标特性,传统的单极化SAR已经难以满足越来越多元化的实际应用需求。极化合成孔径雷达（Polarimetric synthetic aperture radar,PolSAR）基于多个极化通道获取目标不同极化状态下的散射特性丰富了SAR图像的信息量,拓展了SAR的应用领域。从极化数据中准确地解译目标的物理特性是PolSAR应用的重要前提。本文对PolSAR的研究进展进行了总结,重点介绍了极化目标分解算法,给出了高分辨率PolSAR实测数据处理结果,并对未来研究方向进行了展望。     

双站聚束SAR极坐标格式成像算法

双站聚束SAR(Synthetic aperture radar)相对于双站条带SAR可以达到更高的方位分辨率,其成像算法受到越来越多的关注.本文介绍了双站聚束SAR成像几何关系,建立了回波信号模型,从Dechirp后的回波数据域出发,提出了一种适合双站聚束SAR的极坐标格式成像算法.该PFA算法采用斜视坐标旋转及沿视线方向的极坐标插值LOSPI,更好地利用空间域数据,适用于正侧视和斜视模式成像.最后分析了距离弯曲对成像区域的限制,以及残余视频相位误差对成像性能的影响,并将此算法与不进行Dechirp的PFA算法相比较.实验结果表明该方法降低了数据率和运算量,算法有效、可靠.     

匀速运动目标的聚束SAR成像特征分析

运动目标的合成孔径雷达(SAR)成像特征是SAR/GMTI系统中进行运动目标检测和成像的基础.以往研究都是在两维可分离条带SAR成像算法条件下讨论目标运动对成像的影响,而很少考虑高分辨聚束SAR成像算法处理后运动目标的成像特征.本文推导了两种典型高分辨聚束SAR成像算法(RMA和PFA)处理后的动目标误差谱表达式,并在此基础上从目标几何定位误差、残留距离徙动和散焦等方面给出了完整的聚束SAR运动目标响应特征分析.最后通过仿真数据处理验证了分析结果.     

目标高程对SAR图像中目标位置偏差的影响

利用合成孔径雷达(Synthetic aperture radar,SAR)干涉技术对目标场景进行三维成像时,目标自身高度会引起其在图像上产生相应的位移,从而导致数字地形高度图(Digital elevation model,DEM)中目标位置与实际观测场景中目标位置存在偏差.本文提出了一种新的雷达地面目标定位方法,通过详细分析雷达图像中目标位移的原因,具体推导了目标在方位向和距离向上的位移量与成像几何,目标高度之间的数学关系,提供了修正目标位置的理论依据.通过仿真实验,证明了本文理论分析的正确性.     

基于仿真数据的HJ-1C卫星SAR成像处理方法

合成孔径雷达(SAR,synthetic aperture radar)是对地遥感观测的重要技术手段.作为民用星载SAR的第一颗卫星,HJ-1C卫星即将发射,因此文中针对其成像处理中涉及的关键技术开展了研究工作,包括精确的斜视等效距离模型下的扩展ECS(extended chirp scaling)算法的补偿因子、三次相位误差补偿因子形式的分析,快速的回波数据模拟算法的建模和实现,以及精确的Doppler参数计算方法以及对扫描模式成像算法中拼接环节的算法改进.通过理论研究分析和仿真验证,证明基于等效斜视模型的扩展chirp scaling算法是适应条带、扫描成像模式的精确算法.     

适用于任意雷达航迹的双基PFA波前弯曲误差补偿

双基极坐标格式算法(Polar format algorithm,PFA)由于算法简洁、且能适用于任意双基配置,但跟单基PFA类似,双基PFA算法受波前弯曲误差影响,其有效成像场景范围受到一定限制.采用图像域的空变后滤波处理可以有效补偿波前弯曲误差,但该方法基于雷达平台线性运动假设,无法满足任意航迹条件下的波前弯曲误差补偿要求.本文提出了一种改进的空变后滤波处理方法,通过对相位历史域的波前弯曲误差函数作与双基PFA成像相同的极坐标格式转换处理,得到波前弯曲误差在两维空间频域的精确表示,从而构造了空变后滤波处理所需的滤波器.仿真结果表明该算法能够精确补偿雷达任意航迹条件下双基PFA波前弯曲误差,显著提高了双基PFA有效成像场景范围.本文算法在双基合成孔径雷达(Synthetic aperture radar,SAR)大场景超高分辨率成像时具有很大的应用前景.     

复杂运动目标雷达成像研究进展

雷达成像是获取目标精细结构特征的重要技术途径.对于复杂运动目标,传统基于距离-多普勒(range-Doppler,RD)原理的逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar,ISAR)成像性能下降:在距离维上,高速运动导致一维距离像展宽,且雷达系统硬件能力制约了大带宽实现,约束成像纵向...     

基于波动方程的近场目标成像算法

雷达对近场目标的探测成像是探地雷达成像和微波医学成像的基本模型.为得到高分辨的近场目标雷达图像,论文从标量波动方程出发通过波散关系导出了目标散射信号和目标函数之间的对应关系,得到了谱域和时域的多种成像算法并分析了它们之间的联系.通过对实测雷达数据的成像处理,结果显示了近场成像算法的有效性.     

合成孔径雷达图像的自适应旁瓣抑制算法分析和实验研究

合成孔径雷达是有源相干高分辨率成像系统,常规成像算法对接收数据进行二维匹配滤波,实现成像。由于成像系统的二维频域支持域有限,使成像系统的方位向和距离向脉冲响应为sinc函数,又SAR图像具有动态范围大的特点,使SAR图像中的强目标旁瓣使弱目标主瓣发生畸变,所以要对SAR图像进行旁瓣抑制。讨论并比较了两种自适应旁瓣抑制算法,并利用模拟数据和中科院电子所的L-SAR系统的雷达图像对这两种算法进行了实验研究。     

Sparse microwave imaging:Principles and applications

This paper provides principles and applications of the sparse microwave imaging theory and technology.Synthetic aperture radar(SAR) is an important method of modern remote sensing.During decades microwave imaging technology has achieved remarkable progress in the system performance of microwave imaging technology,and at the same time encountered increasing complexity in system implementation.The sparse microwave imaging introduces the sparse signal processing theory to radar imaging to obtain new theory,new system and new methodology of microwave imaging.Based on classical SAR imaging model and fundamental theories of sparse signal processing,we can derive the model of sparse microwave imaging,which is a sparse measurement and recovery problem and can be solved with various algorithms.There exist several fundamental points that must be considered in the efforts of applying sparse signal processing to radar imaging,including sparse representation,measurement matrix construction,unambiguity reconstruction and performance evaluation.Based on these considerations,the sparse signal processing could be successfully applied to radar imaging,and achieve benefits in several aspects,including improvement of image quality,reduction of data amount for sparse scene and enhancement of system performance.The sparse signal processing has also been applied in several specific radar imaging applications.     

Sparse synthetic aperture radar imaging with optimized azimuthal aperture

To counter the problem of acquiring and processing huge amounts of data for synthetic aperture radar(SAR)using traditional sampling techniques,a method for sparse SAR imaging with an optimized azimuthal aperture is presented.The equivalence of an azimuthal match filter and synthetic array beamforming is shown so that optimization of the azimuthal sparse aperture can be converted to optimization of synthetic array beamforming.The azimuthal sparse aperture,which is composed of a middle aperture and symmetrical bilateral apertures,can be obtained by optimization algorithms(density weighting and simulated annealing algorithms,respectively).Furthermore,sparse imaging of spectrum analysis SAR based on the optimized sparse aperture is achieved by padding zeros at null samplings and using a non-uniform Taylor window.Compared with traditional sampling,this method has the advantages of reducing the amount of sampling and alleviating the computational burden with acceptable image quality.Unlike periodic sparse sampling,the proposed method exhibits no image ghosts.The results obtained from airborne measurements demonstrate the effectiveness and superiority of the proposed method.     

机载SAR实时成像系统自聚焦方法研究

发展我国自主产权的机载SAR（合成孔径雷达）实时成像系统，对于军事国防、资源探测、灾害预报等领域均具有重要的意义，在SAR成像算法中，自聚焦的好坏是影响图像分辨率的关键因素，但是因为自聚焦算法的复杂性，国内目前尚未有效地解决它在实时环境中的实现问题，从而使得实时成像的质量比较差，提出了一种利用GPS（全球定位系统）数据改善机载SAR实时成像系统自聚焦性能的实现方法，并在自主研制的机载SAR实时成像系统上实现，使该系统的成像分辨率得到明显改善。     

Interferometric SAR imagery of a monochromatic ocean wave in the presence of the real aperture radar modulation

Abstract

The model which allows one to simulate the Synthetic Aperture Radar (SAR) and the along track Interferometric SAR (INSAR) imagery of a monochromatic ocean wave is presented. The model accounts for the effects of the real aperture radar (RAR) modulation of the radar backscatter cross-section. The comparison of the SAR and the INSAR imagery of the wave system under consideration is carried out and the performance of the two imaging systems is studied under various operational conditions. The results of the study indicate that the interferometric SAR is less sensitive to the RAR modulation as compared lo the regular SAR. This fact further augments the assertion that INSAR has considerable advantages over SAR in its potential of providing quantitative information about the ocean wave lengths, directions and amplitudes     

合成孔径雷达及其干涉技术研究进展

合成孔径雷达(Synthetic aperturer adar,SAR)能够在全天候、全天时条件下对地面进行大范围测绘,是现代民用遥感和军事侦察中的重要手段。本文回顾了SAR及干涉合成孔径雷达(InSAR)技术的历史,叙述了SAR由非聚焦到完全聚焦,由光学处理到全数字式处理,由二维测绘到干涉三维测绘的发展历程。通过例举典型系统,介绍了国外机载、空载SAR和InSAR技术的现状,并对我国近年来在该领域取得的进展作了简要介绍。最后,本文给出对SIR—C／X—SAR采集的航天飞机SAR数据处理所得到的成像结果。     

合成孔径雷达技术的发展现状与趋势

对合成孔径雷达技术在国外的发展现状和发展趋势进行了归纳分析。对当前合成孔径雷达技 术研究的热点:多参数(多频段、多极化和多视角) SAR系统、SAR干涉测量、聚束SAR、SAR的干 扰和反干扰、定标技术及其应用等方面进行了讨论。最后介绍了我国在合成孔径雷达技术研究方面 的工作进展。     

合成孔径雷达(SAR)实时成像仿真研究

进行合成孔径雷达（SAR）成像仿真是研究成像雷达的一个重要手段。该文在分析SAR成像仿真机理的基础亡,提出了一种利用视景仿真软件Vega进行SAR实时成像的仿真方法。该方法在建立场景模型的基础卜,利fEH场景纹理材料的物理属性数据及雷达参数计算雷达散射截面（RCS）,再把RCS值输入一个能模拟雷达真实设备的传感器模型,就得到SAR实时仿真图像。为了满足SAR成像仿真的需求,对Vega软件中的纹理材料数据库文件进行了修改,建立了新的纹理材料数据库文件。仿真结果表明新方法能较好地满足SAR实时成像仿真需求,有助于促进SAR成像实时仿真技术的发展。     

基于互补信息特征的SAR与可见光图像融合研究

由于成像方式及波谱接收段的不同,合成孔径雷达SAR（synthetic aperture radar）与可见光图像所反映的信息有很大差异,图像之间相关性弱,且互补性明显。因此在图像融合时,应该根据其互补性信息特征各取所长。在研究了一些现有融合方法的基础上,提出了一种基于互补信息特征的SAR与可见光图像融合方法。首先通过基于像素邻域的能量统计特性融合SAR与可见光图像,将SAR图像中的重要目标信息加入到可见光图像中,然后再利用小波变换进行二次融合,充分加入原始图像的边缘细节信息。实验结果表明,该融合方法有效。