极化合成孔径雷达干涉技术

极化合成孔径雷达干涉（Pol—InSAR）技术是将极化技术引入干涉SAR研究的新兴技术。利用全极化、高精度、高标定,通过对全相干的极化数据进行干涉分析,把目标的精细结构特征与空间信息结合起来,大大提高一般标量干涉的性能。介绍了极化合成孔径雷达干涉技术的基本原理和发展状况,讨论了一些需要解决的关键问题,并给出了该技术的主要应用和发展趋势。     

极化合成孔径雷达及其应用

先进的对地观测卫星(即ALOS)在日本于2006年1月24日成功发射.在所携带的三个传感器中,L波段的相控阵合成孔径雷达(即PALSAR)能够使我们利用全极化的观测模式日夜对地球进行观测.尽管极化运行是实验性质的,但在世界上它首次为我们提供了星载的全极化数据.该文简单介绍ALOS卫星上的PALSAR系统、全极化数据的各种应用以及极化SAR图像分析结果.     

极化合成孔径雷达的模拟研究

该文介绍了作者在极化合成孔径雷达模拟研究方面的初步成果。建立了点阵目标的极化合成孔径雷达回波的数学模型;对模拟的回波数据进行了成像处理,得到了四种不同极化组合的复数图像;从复数图像中计算出了每个点目标的散射矩阵;利用极化合成技术生成了圆极化状态下的四幅图像;最后对仿真结果进行了分析。分析结果表明文中的方法是有效的。     

极化合成孔径雷达图像目标定向角

定向角是极化合成孔径雷达(SAR)图像目标的一个重要参数,出于不同应用背景,定向角有多种定义方法。对8种不同定向角定义方法进行了比较,分析了其内在联系。得出Huynen方法和Schuler方法物理意义一致,前者适用于单视极化SAR数据,后者适用于多视情况。杨健方法、Cameron方法、Krogager方法和徐丰方法是等价的,适用于单视数据;Lee方法和安文韬方法等价,适用于多视数据。     

多视极化合成孔径雷达图象的分类和极化通道优化

本文提出一个新的最大似然(ML)分类算法对多视全极化合成孔径雷达(SAR)图象进行分类,给出了应用NASA/JPL机载L波段四视全极化SAR实测数据的试验结果,证明了新算法的有效性。此外,本文还将所提算法应用于部分的多视全极化SAR数据中,实现了地貌类型分类的极化通道优化。     

全极化合成孔径雷达多视图像的极化特征分析

该文基于乘性相干斑模型,对全极化合成孔径雷达多视图像的极化特征参数(同极化比、交叉极化比和同极化相位差)进行了分析,利用实际的模拟数据对特征参数的PDF进行了拟合测试,分析了多视极化特征参数的统计特性对极化相干斑抑制算法的影响。利用极化比和相位差的特点,对地物进行分类,所得分类精度与利用最优极化分类法的分类精度具有可比性。     

用最佳极化合成孔径雷达特征来增强目标的识别能力

基于相关目标／物体的最佳极化雷达特征给出了一种新型的自动目标／物体的识别方法。目前的雷达目标识别方法是以采用一对非最佳极化特征,或预置的４对正交极化特征为基础。这些设计方法只在改进目标探测方面有效果,对提高目标分类／识别性能还看不出有什么效果。本文探讨如何利用最佳极化特征来增强合成孔径雷达的目标识别能力。     

快速搜索算法与极化合成孔径雷达三维成像

从全极化(hh,hv,vh,vv)合成孔径雷达(SAR)图像数据中,可提取方位向的地势倾斜度信息,形成极化SAR三维成像。该文重点研究极化 SAR三维成像快速算法;提出由 Stokes矢量推导的的极化椭圆方向用解模糊算法;讨论目标极化散射特性对提取地势高度信息的影响以及处理方法;并利用真实的极化 SAR图像数据得到了极化三维成像结果。     

极化合成孔径雷达图像目标去定向性质及应用

定向角是极化合成孔径雷达(SAR)图像的一个重要参数。去定向在一定程度上可以降低目标随机取向的影响。目标去定向后,有些极化参数会改变,有些保持不变。本文对去定向理论进行了小结,讨论了极化SAR图像目标去定向的性质,分析了去定向前、后二次散射系数的变化趋势。分别以这2个指标对极化SAR数据进行分类比较,结果表明后者能较好地区分3种常见的散射目标。     

星载简缩极化SAR船舶目标检测技术研究

作为一种新兴的星载极化SAR系统,星载简缩极化（Compact Polarimetric）SAR能同时获取目标较丰富的极化信息和实现大幅宽观测,在海洋观测领域具有先天的优势。该文针对星载简缩极化SAR海上船舶目标检测应用,首先简要介绍了星载简缩极化SAR系统基本模式及发展,其次综述了典型的星载简缩极化SAR信息处理方法,在此基础上,重点分析比较了目前常用的星载简缩极化SAR船舶目标检测方法的特点,然后给出了作者研究小组在星载简缩极化SAR船舶目标检测方面的部分研究结果,最后分析展望了进一步研究方向。      

一种改进的极化 SAR 自适应非负特征值分解

自适应非负特征值分解(ANNED)存在两个局限性,一是利用非负特征值分解(NNED)的搜索解法计算体散射功率,需要反复计算特征值,计算代价较高;二是 ANNED 的余项协方差矩阵可能存在负特征值,从而造成分解结果是无意义的.针对这两个局限性,该文提出了一种改进的 ANNED,首先通过计算 NNED 中余项协方差矩阵主子式的零点提出 NNED 的快速解法,该方法在用于提取 ANNED 的体散射功率时不需要反复计算特征值,从而提高了计算速度;其次该快速解法用于调整 ANNED 的散射功率以此解决余项协方差矩阵存在负特征值的问题;实验表明,改进的 ANNED 能明显增强城区的二面角散射功率,减少城区的体散射功率,并有助于提高分类精度.     

A Two-Dimensional Bandwidth Extrapolation Technique for Polarimetric Synthetic Aperture Radar Images

The resolution of a synthetic aperture radar (SAR) image, in range and azimuth, is determined by the transmitted bandwidth and the synthetic aperture length, respectively. Various superresolution techniques for improving resolution have been proposed, and we have proposed an algorithm that we call polarimetric bandwidth extrapolation (PBWE). To apply PBWE to a radar image, one needs to first apply PBWE in the range direction and then in the azimuth direction, or vice versa . In this paper, PBWE is further extended to the 2-D case. This extended case (2D-PBWE) utilizes a 2-D polarimetric linear prediction model and expands the spatial frequency bandwidth in range and azimuth directions simultaneously. The performance of the 2D-PBWE is shown through a simulated radar image and a real polarimetric SAR image     

合成孔径雷达极化成像解译识别技术的进展与展望

极化合成孔径雷达(SAR)能够获取目标的全极化信息,在对地观测、灾害评估、侦察监视等民用和军用领域得到广泛应用。国内主要高校、中科院、工业部门和用户单位在该领域开展了卓有成效的工作,取得一大批标志性研究成果。该文简要综述了极化SAR成像解译识别领域的主要研究进展。在解译层面,主要介绍了极化目标分解和极化旋转域解译等理论方法的研究进展。在应用层面,结合研究团队的工作,探讨了上述理论方法在舰船检测、地物分类和建筑物损毁评估等领域的应用成效。最后,对极化SAR目标解译识别技术的研究进行了展望。      

全极化合成孔径雷达(SAR)高度信息检测技术

从全极化合成孔径雷达(SAR)二维图像数据中,经过极化综合计,利用快速搜索算法计算每一个图像像素的极化椭圆方向角ψ、△ψ,从而提取雷达方位向的地势倾斜度信息,形成极化SAR三维图像.本文在极化合成孔径雷达(SAR)三维成像快速搜索算法的基础上,提出由Stokes矢量推导的极化椭圆方向角解模糊算法,并利用美国NASA1994年SIR-C采集的真实全极化合成孔径(SAR)二维图像数据,经计算机处理得到了极化合成孔径(SAR)三维成像结果.     

星载多极化合成孔径雷达波位设计研究

星载合成孔径雷达的波位设计是影响系统性能的重要部分,需要综合考虑距离模糊、方位模糊、噪声等效雷达截面等限制条件.文中对星载多极化合成孔径雷达时分工作方式的波位设计中涉及的问题进行了数学建模与分析,给出了详细的波位设计方法和流程,并对雷达卫星2全极化标准条带模式进行了实验仿真.仿真结果验证了该方法的有效性.     

复杂场景下的极化SAR图像机场跑道检测

提出一种基于极化分解分类与结构特征相结合的复杂场景全极化SAR图像机场跑道检测方法。首先利用先验信息粗选图像中各类样本目标进行H/α分解提取图像中各类训练样本,然后根据极化SAR图像的统计特性,利用贝叶斯分类器对图像进行分类,提取图像中机场跑道疑似区域,再结合机场跑道的五种结构特征用二叉树法进行判别,最终确定机场跑道区域。利用美国UAVSAR系统采集的多组全极化实测数据对算法进行实验,结果表明,该算法能够有效地检测出跑道,且检测的跑道结构完整,轮廓清晰,虚警率低。      

合成孔径雷达卫星系统任务分析方法研究

系统地总结了国内外合成孔径雷达(SAR)卫星的发展现状及趋势,提出了大视角双侧视SAR卫星的新概念。针对SAR卫星有效载荷的特点,从用户需求分析和关键约束条件入手,研究了卫星轨道设计与覆盖性能分析方法,总结了雷达波位参数设计和系统性能分析方法,提出了SAR卫星系统星地一体化任务分析方法。通过计算机仿真,对大视角双侧视SAR卫星概念进行了初步可行性分析。     

Estimation of the Equivalent Number of Looks in Polarimetric Synthetic Aperture Radar Imagery

This paper addresses estimation of the equivalent number of looks (ENL), an important parameter in statistical modeling of multilook synthetic aperture radar (SAR) images. Two new ENL estimators are discovered by looking at certain moments of the multilook polarimetric covariance matrix, which is commonly used to represent multilook polarimetric SAR (PolSAR) data, and assuming that the covariance matrix is complex Wishart distributed. First, a second-order trace moment provides a polarimetric extension of the ENL definition and also a matrix-variate version of the conventional ENL estimator. The second estimator is obtained from the log-determinant matrix moment and is also shown to be the maximum likelihood estimator under the Wishart model. It proves to have much lower variance than any other known ENL estimator, whether applied to single-polarization or PolSAR data. Moreover, this estimator is less affected by texture and thus provides more accurate results than other estimators should the assumption of Gaussian statistics for the complex scattering coefficients be violated. These are the first known estimators to use the full covariance matrix as input, rather than individual intensity channels, and therefore to utilize all the statistical information available. We finally demonstrate how an ENL estimate can be computed automatically from the empirical density of small sample estimates calculated over a whole scene. We show that this method is more robust than procedures where the estimate is calculated in a manually selected region of interest.