GSSR成像雷达应用进展及其对我国深空探测的启示

美国GSSR(Goldstone Solar System Radar)成像雷达系统在国际深空探测中扮演重要的角色,已广泛应用于月球地形测绘、火星探测、小行星轨道测定和深空探测器测控等。梳理了GSSR系统研究背景和发展现状,分析了其系统组成及对近地天体主动探测的观测原理,并着重介绍了GSSR在深空探测领域的最新应用进展,最后探讨了GSSR成像雷达对我国深空探测任务和月基雷达对地观测研究的启示。     

RADARSAT在地质遥感中的潜在用途

雷达遥感器能为地质工作提供有用的构造信息，因为其后向散射特征与地形和地表粗糙度有关，但这些特征取决于遥感器的成像参数，如视角和波长。星载雷达的性能到目前为止还是很有限的，没有提供地质人员所需的灵活的成像参数。加拿大最近发射的RADARSAT是第一颗装备有不同成像模式合成孔径雷达（SAR）的地球观测卫星、入射角、空间分辨率、成像面积和观测方向有多种选择。RADARSAT的目的包括用标准的成像扫描条带获取全球的立体数据。在地质填图和勘探方面，RADARSAT可通过调整成像参数使之与地物性质和所需信息相一致，本文对RADARSAT数据的这些优点进行了论述。     

雷达高度计在海冰厚度探测中的研究进展

海冰是全球变化的指示剂,海冰厚度是海冰最难探测的参数之一。文章对现有的海冰厚度探测方式以及近年来相关研究进行了全面回顾和分析,对卫星雷达高度计、合成孔径雷达反演冰厚所存在的问题进行了总结;重点分析了星下点观测模式的雷达高度计以及雷达干涉测量技术在海冰厚度探测中的应用,分析了三维成像雷达成像高度计在海冰探测中的潜力,以及三维成像雷达成像高度计在海冰厚度探测机理及数据处理方面存在的问题。     

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。     

雷达遥感的地质学应用及其进展

合成孔径雷达(SAR)遥感以其独有的全天时、全天候观测能力和对地表的穿透性及形态探测能力,特别是现在新型成像雷达技术的发展,使之在地质学应用中具有独特的优势。结合SAR应用技术的发展阶段,即由单波段单极化到多波段多极化,再发展到现在极化测量和干涉测量阶段,综述了成像雷达遥感在地学中的应用,特别是对新型成像雷达技术(极化雷达、干涉雷达)的地学应用作了介绍。     

多源数据融合高时空分辨率晴雨分类

高时空分辨率晴雨分类与交通、旅游、农业灌溉及人们日常出行都密切相关,然而"天有不测风云","东边日头西边雨",准确的高时空分辨率晴雨分类是极具挑战性的问题.提出了一种基于多源数据的多视角学习晴雨分类方法,其中,多源数据包括雷达、卫星及地面观测因子及晴雨观测数据.该方法表述如下：首先,依据雷达观测因子构造了VisCAPPI视角和VisPPI视角,依据葵花卫星资料构造了VisSat视角,依据地面观测因子构造了VisGround视角;然后,对这4个视角特征进行组合获得组合视角VisCAPPI_PPI,VisRadar_Sat,VisRadar_Groumd,VisSat_Ground,VisRadar_Sat_Ground,应用随机森林机器学习方法分别对这些视角进行样本学习,获得这些视角的晴雨分类模型;最后,对这些视角晴雨分类模型估计进行融合,获得晴雨分类结果.主要贡献在于：（1）提出了雷达、卫星和地面观测因子多视角构建方法,构建了VisCAPPI,VisPPI,VisSat和VisGround晴雨分类视角及其组合视角;（2）提出了一种多视角方法（multi-view weight random forest,简称MVWRF）,能够处理雷达、卫星和地面观测因子多源数据融合晴雨分类问题,提高1km×1km和6min时空分辨率晴雨分类准确率.在2016年10月7日和8日,泉州雷达覆盖的393个气象观测站上进行模型训练和测试,结果显示,该方法能够取得较高的晴雨分类准确率和较低的漏报率、空报率,优于对比方法.     

基于雷达/红外成像的机动目标加速度估计

研究机动目标跟踪精度优化问题,需获取机动目标加速度准确信息。由于空间外界干扰造成雷达提供信息不准确,为此提出了基于雷达/红外成像的机动目标跟踪信息融合算法。建立了机动目标与空空导弹的相对运动目标机动数学模型,引入了雷达/红外成像导引头联合观测方法,并对两者的观测信息在时间上进行同步配准。采用雷达/红外成像信息融合跟踪扩展自适应卡尔曼滤波算法进行仿真。仿真结果表明,改进算法能够对机动目标加速度信息进行有效的、实时准确的估计,验证了所设计的跟踪算法的正确性,实现了以直接碰撞方式达到毁伤目标的目的。     

全天候全天时三维航天遥感技术--介绍航天飞机雷达地形测图计划

20 0 0年 2月 2 2日 ,装载于“奋进号”航天飞机的干涉成像雷达经过近 1 0天的全球性作业 ,获取地球表面从北纬 60°至南纬 56°间陆地地表 80 %面积的三维雷达数据。这是人类历史上第一个在太空对地球进行三维成像的雷达系统 ,标志着空间遥感技术进入从二维信息获取到三维信息获取的新阶段 ,至此 ,航天飞机雷达测图计划 ( SRTM)也完成了她的数据获取工作。1　 SRTM雷达系统SRTM是世界第一个为获取全球三维地形信息而研制的单轨航天成像雷达系统。它采用干涉合成孔径雷达技术 ,由装载在航天飞机上的雷达天线和位于从航天飞机上伸出的 6…     

基于CS算法实现分布式雷达高分辨率成像

分布式雷达系统以不同视角对同一地域进行观测,可以获得多组占据不同频谱\多普勒谱段的回波数据,通过对这些数据的频谱\多普勒谱合成,可以提高雷达成像二维分辨率.CS算法避免了插值运算,只需通过复乘和FFT完成,具有精度高、运算量小的优越性.本文主要探讨了CS成像算法应用于分布式系统数据处理的特点、原理及步骤,并在处理中讨论了阵元位置时频谱合成结果的影响.最后通过仿真验证了CS算法在分布式雷达成像中的有效性.     

SIR─C：先进的对地观测成像雷达

ＳＩＲ─Ｃ：先进的对地观测成像雷达ＹｕｈｓｙｅｎＳｈｅｎ新一代的星载合成孔径雷达能在各种气象条件下，提供全天候的高精度图像。经过将近十年的间断之后，最先进的成像雷达在１９９４年由美国奋进号航天飞机两次送人太空。这个空间雷达实验室（ＳＲＬ—ＳｐａｃｅＲ...     

业界动态

国际上第一台地球同步轨道毫米波大气温度探测仪星载原理样机研制成功由中科院空间科学与应用研究中心院微波遥感技术重点实验室研究的地球同步轨道毫米波大气温度探测仪近期开展了一系列外场成像试验,成功获取了建筑物等自然目标的毫米波段辐射图像,而且成像质量较高。该项目属我国"十一五"863计划地球观测与导航领域重点项目,国际上第一台全尺度的星载原理样机。     

复杂运动目标ISAR成像技术进展与展望

逆合成孔径雷达成像是宽带雷达实现目标信 息获取和精细描述的重要途径,但在成像过程中存在复杂运动导致散焦和成像分辨率不高两 个难题。针对目标复杂运动导致成像散焦问题,本文总结了微动对雷达波调制、进动目标成 像、 三维运动成像、分离部件成像等技术现状;针对成像分辨率不高问题,分析了多频段宽带回 波相参配准、融合成像等技术进展。本文介绍了雷达成像新技术,为解决上述两个难题带来 新的思路和途径,其中,雷达关联成像不依赖于雷达与目标的相对运动,可避免成像的复杂 运动补偿;太赫兹雷达成像容易实现大带宽和窄波束,获得目标精细雷达像。最后对新兴技 术的难点和发展趋势进行了展望。     

近地轨道多目标ISAR成像方法研究

空间目标的逆合成孔径雷达(ISAR)图像包含丰富的信息.但足当雷达波束中包含多个运动目标且目标在距离维无法分辨时,很难得到多目标ISAR图像.通过对回波信号的分析,建立了宽带线性调频雷达信号的近地轨道多目标ISAR成像模型.在分析了空间目标的高速运动对多目标成像的影响后,提出了用商阶模糊度函数积进行多分量多项式相位信号参数估计的方法.利用估计的参数进行同波分离、速度补偿,消除目标高速运动对多目标成像的影响.最后通过仿真验证了分析结果的正确和算法的有效.并提出了近地轨道多目标成像的一般方法.     

雷达图像模拟研究综述

随着成像雷达系统的发展，对于雷达图像模拟技术的研究越来越多。本文回顾了雷达图像模拟的发展过程，介绍了雷达图像模拟技术的三种方法，并对其应用做了较全面的综述。     

平面波激励下的二维衍射层析成像算法仿真

以一阶Born近似和格林函数的平面波谱展开为基础，导出了平面波激励情况下的二维衍射层析成像算法并给出了详细的算法处理流程。在此基础上分析了散射场信号的信噪比和有耗媒质的衰减效应对成像结果的影响，并对多个仿真数据进行了成像处理。结果表明，该成像算法可以精确反演出目标的形状和电磁参数，可应用于雷达成像和目标识别。     

我国EOS-MODIS地面站建设的现状、问题与对策

1　背景EOS- MODIS是美国国家航空航天局 (NASA)地球观测系统 (EOS)计划中的一个传感器。全名为中分辨率成像光谱仪—— MODIS (MODerate - resolution Im agingSpectroradiom eter)。它分别搭乘在美国新一代地球观测系统第一颗上午星 (TERRA卫星 ) (1 999年 1 2月 1 8日发射成功 )和第一颗下午星 (AQU A卫星 ) (2 0 0 2年 5月 4日发射成功 )上。它是美国地球观测系统第二阶段 (新一代地球观测系统 )开始的标志性代表作之一。它的主要任务是一日四次获取地球系统 (主要包括大气、海洋、陆地 )相关要素变化的数据。该系统设计…     

频率步进雷达多目标ISAR成像方法

针对频率步进雷达同一波束内多个运动目标在径向上重叠 而无法分辨时的ISAR成像问题,提出了一种基于调频傅里叶变换的ISAR多目标成像新方法。 在构建频率步进雷达多目标回波信号模型的基础上,采用调频傅里叶变换精确估计各个目标 的速度参数,结合 Clean方法实现对多目标回波信号的分离,完成多目标ISAR成像。仿真实 验结果进一步验证了文章所采用方法的有效性。     

基于贝努里分布参数检验的雷达与ESM航迹相关决策方法

研究在各雷达航迹由不等样本观测矢量构成情况下的雷达与ＥＳＭ航迹相关决策问题。首先基于模糊综合函数找出可能的雷达与ＥＳＭ航迹相关对，然后结合统计理论把雷达和ＥＳＭ航迹相关问题化为贝努里分布参数检验问题，给出了多门限决策方法，研究了各门限的设置。与序贯概率比方法进行仿真比较，结果表明了这种多门限相关判决方法的有效性。     

多发多收SAR编码正交信号设计及性能分析

多发多收(MIMO)雷达是一种新的雷达体制,具有许多突出的优点.将MIMO技术应用于对地观测的SAR系统,将为高性能地完成高分辨率、宽测绘带成像和GMTI等功能提供有效途径.正交波形优化设计是MIMO雷达研究中的基础性关键问题.首先针对SAR应用的特点,考虑同频编码正交信号之间互相关能量影响,提出了综合积分旁瓣比指标定义.然后通过理论分析和一维数值仿真论证了同频编码正交信号综合积分旁瓣比性能无法满足SAR成像的要求;再通过数值仿真验证了失配滤波处理仍然无法改善同频编码正交信号的综合积分旁瓣比性能.最后优化设计了一组相位编码正交信号作为MIMO-SAR发射信号,通过MIMO-SAR成像和InSAR仿真试验,进一步验证了分析结论的有效性.     

基于传感信息的合成孔径雷达图像仿真系统

合成孔径雷达(SAR)是一种高分辨率微波成像雷达,在军事侦察﹑地形测绘等领域发挥着重要作用.目前SAR仿真大多是对雷达成像算法及干扰对抗的仿真,而利用传感信息进行雷达可视化仿真的研究不多.为满足军事训练的需要,提高雷达分辨率和得到清晰测绘图像,建立了战场环境数据库的传感信息模型和半实物的SAR雷达仿真平台,利用Radarworks对真实地貌和军事目标的散射截面进行计算,逼真地仿真了SAR的传感器效果并解决了图像分辨能力偏低和测绘带过窄的问题.通过建立颜色空间模型实现了在复杂气象条件下SAR对强雷雨云回波的屏幕测绘,解决了军事训练中的难题.