毫米波三基线InSAR 通道泄漏误差分析和补偿方法研究

该文对毫米波三基线干涉合成孔径雷达(Interferometric Synthetic Aperture Radar, InSAR)的多通道间泄漏误差进行了建模分析,推导了通道泄漏误差参数和干涉相位误差的数学表达式,定量分析了通道泄漏程度对干涉相位误差及高程误差的影响,并进一步提出了通道泄漏引入的干涉相位误差补偿方法,通过仿真实验给出了误差补偿和分析的结果,验证了该补偿方法的有效性。      

分布式卫星InSAR系统的成像算法研究

该文研究了分布式卫星干涉合成孔径雷达(InSAR)系统中双基斜视雷达的CS成像算法,给出了算法的具体实现过程,并在算法实现中对分布式卫星InSAR系统的基线不稳定进行了补偿,消除了基线不稳定对SAR图像和干涉测量的影响。通过模拟仿真,验证了双基斜视CS算法的保相性以及基线不稳定补偿方法的有效性。     

利用多基线数据融合提高分布式卫星InSAR系统的干涉相位精度

分布式卫星干涉合成孔径雷达(InSAR)系统可以通过提供长基线来提高测高灵敏度,但长基线会给干涉相位展开带来困难。结合分布式卫星InSAR系统可以同时提供多个稳定基线的特点,该文提出利用多基线数据融合的方法来解决长基线给干涉相位展开带来的困难。文中采用了有效的数据融合方法最大似然估计(ML)法,对多基线分布式卫星InSAR系统的干涉相位进行了估计。模拟结果表明,经过多基线数据融合的干涉相位展开精度要远远大于长基线干涉相位的直接展开精度。     

InSAR数字地形高度图的生成研究

干涉合成孔径雷达（InSAR)成像处理中，干涉相位图在相位展开之后，还需作相位高度转换和数字地形高度图（DEM）的校准处理，本文基于InSAR成像原理的一种新的近似描述，按照不同的物理意义将干涉相位差分成三个不同的分量，然后据此讨论了从三维相位图到DEM的转换以及DEM的校准处理，仿真结果验证了该方法的正确性。     

可靠性排序在InSAR相位展开中的应用

提出一种基于可靠性排序的相位展开算法。这种算法的关键是选择相干图来标识相位数据的可靠性,相位展开的路径由相干图导向。阐述了可靠性排序测量的基本原理,讨论了算法设计和流程图,针对干涉合成孔径雷达(InSAR)获得的数据进行了相位展开处理,得出了较为理想的结果。实验表明,相位展开的路径总是沿着具有较高可靠性的像素到较低可靠性的像素．所以在最坏的情况下误差也被限制在局部最小区域。     

基于导航数据的Ka 波段InSAR 成像处理与分析

与其它波段相比,毫米波干涉SAR (InSAR)具有精度高、体积小的特点,是目前干涉SAR 研究的重要方向之一。但由于较短的波长,其也给成像处理和干涉相位提取带来了一定困难。该文利用毫米波段干涉SAR 数据,采用流结构后向投影(BP)算法结合IMU 进行了毫米波SAR 成像和干涉相位分析。研究发现,由于毫米波波长短,对天线相位中心变化更为敏感,为了保证系统的干涉相位,必须利用IMU 数据进行精确的运动误差补偿。通过实测数据验证了采用各自计算天线相位中心的策略,后向投影算法可以在成像过程中精确补偿平地相位。      

InSAR中基于干涉图质量参数的相位展开

本文分析了二维相位展开算法的特点,探讨了基于干涉图质量参数的相位展开方法。按干涉图质量优劣排序,对InSAR干涉图进行相位展开,可以有效减小截断相位中无效点对相位展开结果的影响。文中给出了算法的详细描述,以及按干涉图质量参数排序进行相位展开的实验结果。     

一种基于质量指导的InSAR相位解缠快速实现方法

相位解缠是干涉SAR数据处理中的关键步骤,解缠效果的好坏直接影响干涉测量的精度。该文针对质量指导的相位解缠方法需要进行大量排序操作,在干涉数据维度较大时解缠效率低下的问题,提出了一种基于堆排序的快速的质量指导相位解缠方法。首先通过干涉复数据对或干涉相位确定相位质量图。然后利用最大堆作为质量图排序的数据结构,通过对最大堆进行删除根结点、插入新结点操作的过程中始终保持最大堆的性质不变,从而实现了质量图的排序,完成了从高质量区域到低质量区域的相位解缠。与传统方法相比,基于堆排序的方法大大降低了计算的时间复杂度,对于干涉SAR大面积测绘应用具有十分重要的意义。最后,通过仿真和实测数据验证了算法的正确性和高效性。     

毫米波三基线InSAR系统误差校正和信号分析

该文研究了毫米波三基线InSAR系统误差校正问题,给出了系统误差校正方案,以实现三通道信号间的幅相一致性。分析了脉冲压缩处理的效果、通道间的干扰影响、系统相位稳定性、慢时间频谱、幅相一致性程度。给出了三基线干涉测角去模糊的方法以及地面测试实验方案。地面实测数据的处理和分析结果,验证了该文方法的有效性,并检验了该毫米波三基线InSAR的系统性能。     

一种InSAR建筑物图像仿真及高程反演方法

城市建筑区域叠掩、阴影严重,图像理解困难且干涉相位变化复杂紊乱,一直是InSAR处理的困难区域。SAR图像仿真能为图像理解和处理方法研究提供数据支撑,然而现有建筑区域SAR图像仿真方法大多无法获得具有相干性的干涉SAR图像对。该文提出了一种面向建筑区域的干涉SAR复图像对仿真方法,能够获得建筑的复数图像对、干涉相位图以及叠掩成分数目等信息,为城区干涉SAR处理及信息提取研究提供仿真数据支撑。同时,基于仿真中对相位变化规律的分析,提出叠掩区相位解缠时的基准确定方法,解决传统解缠方法面临的叠掩区域干涉相位不连续问题,进而反演建筑高程信息。最后,通过建模仿真结果与实际SAR图像和干涉相位的对比,验证了仿真方法的正确性,并对仿真及实际干涉相位进行解缠和高程反演处理,验证了该文高程反演方法的有效性。      

基于迭代近端投影的二维欠采样合成孔径雷达成像

合成孔径成像雷达(SAR)具有数据量大、采样率高等特点,针对传统压缩感知(CS)的SAR成像存在精度低及抗噪性能差的问题,该文提出一种基于迭代近端投影(IPP)的2维欠采样合成孔径雷达成像重建方法。即通过对雷达回波构建为距离频域-方位多普勒域的2维稀疏表示模型,在此基础上将成像问题转化为距离向和方位向压缩感知稀疏重构问题,利用迭代近端投影算法的函数优化模型来表示合成孔径雷达成像中的稀疏表示,最后采用平滑削边绝对偏离(SCAD)罚函数获得近端算子以求解该模型并进行成像。仿真与实测数据处理结果表明,所提方法成像效果更好。     

合成孔径雷达干涉测量中的相位展开

合成孔径雷达干涉测量技术 (InSAR)是以合成孔径雷达复数据提取的相位信息作为信息源来获取地表的三维信息和变化信息的一项技术。相位展开是InSAR数据处理中的关键步骤之一。本文介绍了合成孔径雷达干涉测量的原理 ,重点讨论了InSAR中的相位展开算法 ,特别对与路径有关的算法和与路径无关的算法进行了分析 ,比较了各类方法的优缺点。指出一些在结构照明型计量中有效的相位展开算法也可以用于合成孔径雷达干涉测量之中的相位展开     

基于拉普拉斯算子的综合孔径辐射计成像算法

成像反演是综合孔径辐射计的一项关键内容.然而,综合孔径辐射计成像反演是病态的反问题.虽然传统的正则化方法能有效克服其病态性,但依然存在较大的重构误差.为了进一步降低重构误差,提出一种基于拉普拉斯算子的综合孔径辐射计成像算法.与传统的单参数正则化不同,该算法通过引入拉普拉斯算子项,对差分亮温构造拉普拉斯混合正则化,并利用...     

频率步进信号的合成孔径雷达处理

合成孔径雷达借助综合孔径原理来提高方位分辨率,而距离分辨率的提高则需借助于脉冲压缩技术.频率步进波形是通过发射载频步进变化的子脉冲串来合成大带宽信号,从而获得高距离分辨率.若将频率步进波形应用于合成孔径雷达,则可获得距离和方位的二维高分辨率.本文首先分析了径向速度对频率步进雷达一维距离像的影响,然后建立频率步进信号照射下的合成孔径雷达回波模型,提出频率步进波形设计原则,给出频率步进合成孔径雷达的成像步骤.     

干涉合成孔径雷达干扰效果评估

针对InSAR干扰效能评估,提出了一种基于相关测度的客观评估指标,将图像相关测度的方法应用到InSAR干扰效果评估,建立评估模型。推导了InSAR成像的原理并进行仿真,分析了传统主观评估法以及存在的问题,最后分析了直接相关测度和归一化相关测度用于评估干扰效果的方法。仿真实例表明了该方法的准确性和有效性。     

基于RD算法的机载SAR实测数据成像研究

合成孔径雷达的出现是科技发展史上的一个重要变革,它是一种具有高分辨率的成像雷达。SAR成像的高分辨率依赖于其对信号的处理。围绕机载雷达的成像算法展开论述,针对距离多普勒算法进行详细的探讨和研究,并对该算法进行仿真分析。以此为基础完成对机载实测数据的成像,并探究多普勒参数估计等对成像质量的改善,最终完成对机载SAR实测数据的成像。     

基于SP-LSQR的综合孔径辐射成像方法

综合孔径微波辐射计是被动微波遥感领域中一种重要的探测器。综合孔径辐射计成像反演过程在数学上是病态的反问题,传统正则化方法虽然能够有效克服其病态性,但重构误差较大、对干扰噪声鲁棒性不强。与传统正则化方法相比,最小二乘Q-R矩阵(Least Square Q-R matrix, LSQR)分解算法具有计算精度高、数值稳定性好等优点,但收敛速度不够快。对此,文中提出利用子空间预处理LSQR(Subspace Preconditioned LSQR, SP-LSQR)算法进行综合孔径辐射计反演成像,提高收敛速度。仿真结果表明：与Tikhonov正则化和带限正则化相比,SP-LSQR方法不仅可以降低重构误差,而且对干扰噪声的鲁棒性更强。此外,与LSQR方法相比,SP-LSQR方法在不降低成像反演精度的情况下,有效提高了计算效率。     

一种220GHz 波段太赫兹合成孔径成像雷达

微波频段的机载合成孔径成像雷达在对地观测方面具有广泛应用,但其合成孔径成像积累时间长,成像帧率低,提高雷达工作频率能够减小合成孔径所需转角,提高成像帧率。设计了一种工作在220GHz 波段的太赫兹合成孔径成像雷达系统,采用收发天线分置、发射宽带线性调频连续波的体制,最大信号带宽4. 8GHz,输出信号功率约20mW。宽带回波信号幅度相位经外标校补偿,通过成像试验,验证了太赫兹ISAR 与SAR 成像分辨率约3.2cm,可实现5Hz 的成像帧率,证明太赫兹波段能够大幅提升成像帧率,满足快速成像的要求。     

基于双模型的综合孔径辐射计成像反演方法

针对综合孔径成像中,基于单一模型的成像反演方法难以有效应对模型误差,进行准确图像重构的问题,提出了一种基于双模型(DM)的综合孔径成像反演方法,用于校正反演模型的参数误差,并对目标场景进行高精度的毫米波图像重构。鉴于傅里叶变换(MFFT)模型和G 矩阵(GM)模型参数敏感性不同的特性,提出的DM方法首先通过比较两种模型的重构误差,对存在误差的成像参数进行准确校正;然后在精确GM模型的基础上,借助改进的正则化方法重建出高精度的目标图像。经仿真实验证明,相比于传统的单模型成像方法,提出的DM方法能够有效校正成像模型的参数误差,并对目标场景进行高精度的毫米波图像重构。     

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。