星载P波段SAR电离层效应的双频校正方法

对于高分辨星载P波段SAR系统,电离层效应对P波段SAR会带来一系列较为严重误差,包括时间延迟、法拉第旋转和色散等,这些误差与电波频率和电离层TEC值关系密切,并使得图像质量下降。如何测量与校正电离层效应误差是星载P波段SAR面临的重要问题。根据SAR系统自身的宽带特点,借鉴GPS系统采用的电离层双频测量校正方法,提出了一种基于双频SAR距离像相关的延迟误差测量方法,计算机仿真结果表明,该方法有效提高了双频回波信号的电离层延迟误差测量精度,适于低频段星载SAR系统的电离层效应测量与校正应用。     

高分辨率星载SAR系统关键参数的设计

讨论了高分辨率星载SAR系统关键参数的设计,针对条带宽度与方位分辨率之比对系统设计的限制进行了具体分析.     

S 波段星载SAR 集中式固态发射机系统设计

该文介绍了某S 波段星载SAR 集中式固态发射机的系统设计,对星载应用中需要解决的高可靠性、环境适应性及结构小型化设计等系列关键技术进行分析和论述,通过了各阶段的相关试验验证。该固态发射机通过采用多路功率合成技术,实现输出峰值功率大于3 kW。由于其高效率、轻小型化、大功率等特点特别适用于小卫星平台。      

基于GPU的高分辨率星载SAR系统几何校正

系统几何校正是星载SAR地面数据处理的基本环节,但高分辨率星载SAR数据量巨大,导致其计算时间很长,成为处理的瓶颈.为解决这一问题,文中提出了统一设备架构(CUDA)模型下的GPU+CPU系统几何校正方法,并根据算法特点对重采样步骤的并行计算结构进行优化改进.最后,利用真实卫星影像进行了验证实验,结果表明该步骤获得了10倍的加速比,且图像的定位精度没有发生明显改变,可以更好地满足高时效应用需求.     

VHF/UHF波段星载SAR电离层效应研究

星载UHF／VHF波段合成孔径雷达对隐蔽目标有很强的探测能力,在军事和民用中都有重要应用前景,但其实现受到电离层效应的严重限制。文中介绍了此研究方向的现状、主要问题、以及相应的解决方法。     

一种基于频域解模糊的星载P波段全极化SAR法拉第旋转效应校正方法

星载P波段合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar, SAR）极化测量性能易受电离层法拉第旋转（Faraday Rotation, FR）效应的影响,随着系统带宽增加,以及中心频率对应的法拉第旋转角（FR Angle, FRA）增大,FR效应色散特征突显,将导致距离向成像恶化以及额外的极化测量误差.针对色散FR效应,提出了一种基于频域解模糊的星载P波段全极化SAR法拉第旋转效应校正方法,通过模糊度一致化以及频域拟合等关键步骤,解决了P波段SAR系统FRA估计值模糊问题,最后在频域实现色散FR效应的校正.利用机载P波段全极化SAR数据开展了仿真验证实验,与传统的图像域校正方法相比,有效抑制了色散的FR效应,显著改善了交叉极化通道图像之间的相关性.     

P 波段雷达成像电离层效应的地面观测与校正

对于高分辨率星载P 波段SAR 系统,电离层效应对P 波段SAR 会带来一系列较为严重的误差,这些误差与电波频率和电离层积分电子总量(TEC)值关系密切,并使得图像质量下降。为了获得高质量的图像,必须对电离层误差进行校正。该文基于电离层导致的匹配滤波失配的数学模型,指出获得准确的电离层TEC 是校正的关键,提出了一种高精度的基于SAR 回波相位反演电离层TEC 的测量方法,并利用地基P 波段雷达对空间目标进行穿透电离层步进频ISAR 观测验证,实测数据处理结果表明,该方法有效提高了电离层TEC 测量精度,改善了ISAR成像质量,可适于低频段星载SAR 系统的电离层效应测量与校正应用。      

基于GPU的高分辨率星载SAR成像处理研究

由于在传统的CPU 平台上进行计算耗时量大,一方面由于SAR回波数据量大,另一方面成像算法复杂。而处理核心众多则是GPU一大优势,适合独立并行结构算法的加速。文中借助GPU 强大的浮点运算和高度的并行处理能力,将SAR成像中ECSA算法在GPU上进行了验证,并得出较好的效果,综合(计算时间+IO时间)加速比有了一定提高。在高分辨率星载SAR成像领域中,CUDA-GPU的运用将是未来发展方向,文中给出了利用GPU处理星载SAR数据可行的初步结论,为进一步优化程序奠定了基础。     

未来X波段SAR的设计

目前，使用有源相控阵天线的未来Ｘ波段ＳＡＲ雷达正在研制开发之中。本文描述了这种ＳＡＲ系统的一般设计考虑，并对拟议中的下一代ＳＡＲ系统的设计提出了一些设想。     

一种高分辨率W波段SAR系统

该文介绍了中国科学院电子学研究所研制的一套高分辨率W波段SAR系统,对系统的指标、组成、实现方案以及数据处理方法进行了描述,提出了非线性系统误差校正、高精度运动补偿、高隔离度收发系统设计等关键问题的解决方案。通过机载飞行实验,验证了W波段SAR系统的有效性。     

分布式星载干涉SAR中空间基线的分析和设计

分布式星载干涉SAR可以同时实现三维地形成像、洋流成像和提高空间分辨率等3种SAR于涉成像。其系统基线设计需要同时考虑这3种SAR干涉成像对基线的不同要求,所以比较复杂。该文在给出分布式小卫星被动稳定编队飞行的空间构形和3种SAR干涉成像对系统基线要求的基础上,提出了分布式星载干涉SAR基线设计中存在着3个制约关系;给出了协调这3个制约关系的一种设计准则,并在此准则下对一个L波段的分布式星载干涉SAR进行了系统基线设计。     

电离层闪烁对星载P波段SAR的影响分析

电离层闪烁会破坏星载合成孔径雷达(SAR)回波信号之间的相关性,使其成像性能下降。已有的工作都是假设已知电离层电子密度的扰动开展的,但是目前的测量手段无法直接获取该参量。该文利用海口观测站超高频(UHF)频段太阳活动高年和中等年份的实测数据,分析电离层闪烁的变化特征,并基于相位屏理论,给出一种利用闪烁指数评估电离层闪烁对星载P波段SAR系统影响效应的方法。结果表明：电离层闪烁在低纬地区主要发生在夜间,且在两分季高发;太阳活动高年,全年约有3.8%的时间会发生电离层闪烁现象;对于P波段SAR系统来说,弱闪烁使得方位向冲激响应函数(IRF)的主瓣宽度和副瓣增益增大,分辨率下降;中等强度闪烁使得方位向冲激响应函数发生严重的扰动,副瓣增益增大到主瓣的水平,主瓣中心也发生平移,可能使得系统无法直接成像。     

多频段星载SAR系统设计

星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)由于其特有的优点已经成为一种重要的对地观测手段,星载SAR技术也得到了快速的发展。目标的后向散射与雷达的工作频段密切相关,对于不同的目标,不同频段的观测效果也各不相同,为了提高对多种目标的分类和识别能力,采用多频段SAR系统就成为一个重要的方向。在讨论多频段星载SAR优势的基础上,对多频段星载SAR的系统设计中的工作体制选择、天线方案设计、波位设计等关键问题进行了论述并给出系统设计方法,最后进行了设计实例。     

一种星载SAR图像的系统级几何校正技术

在星历参数和星载SAR空间几何模型的基础上，本文实现了星载SAR图像的系统级几何校正，给出了一种基于空间几何模型的星载SAR图像像素定位技术，说明了经纬网中任意点所在距离线被雷达波束中心照射的时刻的估算方法。最后利用仿真数据验证了这种几何校正方法的有效性。     

轻小型星载SAR系统发展探讨

星载SAR系统应用领域不断扩展,应用需求也越来越多样化,研制满足特定应用需求的低成本轻小型SAR系统成为星载SAR系统发展热点。文中在介绍星载SAR发展现状和代表性轻小型SAR的基础上,针对轻小型SAR系统发展的几个方面进行探讨:均衡化设计发展策略、满足特定需求的低复杂度载荷、模块化快速响应系统以及星座和编队发展趋势、多体制并行技术路线等。结合典型轻小型SAR系统,在探讨发展的同时比较了不同体制轻小型SAR系统的技术途径、技术特点和应用方向。     

未来星载SAR技术发展趋势

星载合成孔径雷达(SAR)以卫星等空间飞行器为运动平台,具有全天时、全天候、全球观测能力,已成为一种不可或缺的对地观测手段。当前,我国星载SAR已实现分辨率从米级到亚米级、系统体制从正侧视条带向方位扫描聚束、从单通道向多通道、极化方式从单一极化到全极化的技术跨越。随着技术的不断进步,未来星载SAR将在体制、概念、技术、模式等方面取得突破,包括高分辨率宽幅成像、多基地、轻小型化、智能化等,从而不断拓展星载SAR的观测维度,实现多维度信息获取。该文将围绕星载SAR的技术发展趋势展开论述。      

利用机载SAR图像仿真星载SAR图像

简要介绍了现有的SAR图像仿真方法,提出了一种利用机载SAR图像进行星载SAR图像仿真的方法,对仿真原理进行了阐述,着重研究了图像几何特性、空间分辨率、噪声特性、辐射特性仿真的数学模型及设计流程,最后进行了计算机仿真。结果分析表明得到的仿真图像具有较高的逼真度,该星载SAR图像仿真方法是有效的。     

基于等效斜视距离模型的高分辨率星载SAR波数域成像算法

为了解决CS算法在距离压缩时无法使用带有误差的原始信号的问题,作者提出一种等效斜视的波数域算法.本文基于星载SAR等效斜视距离模型,利用Bamler提出的波数域算法推导方法^[1],从原始回波信号模型入手,详细推导出基于等效斜视距离模型的高分辨率星载SAR波数域成像算法,并给出了该算法的实现步骤.该算法适用于大距离徙动高分辨率星载SAR的精确成像.文中利用点目标回波仿真数据验证了算法的有效性并给出了该算法成像的质量评估指标.     

分布式星载SAR原始数据的模拟

在分析单星载SAR完整信号模型的基础上,建立了一种基于地球椭球模型和卫星椭圆轨道模型的单发多收分布式星载SAR回波数据的仿真模型.根据卫星在各自椭圆轨道的运行情况和地球自转的影响,对分布式星载SAR的回波信号作了较为精确的模拟,并给出了详细的模拟步骤.最后以点目标的成像结果证实了该模拟方法的可行性和模拟结果的可靠性.