星载SAR并行快视成像实现方法

星载SAR的大距离徙动对成像算法构成了严重挑战,本文基于FIR滤波,结合RD算法加以优化,提出了一种适应大距离徙动的并行快视成像的实现方法。运用并行处理,在8CPU内存共享的SGI服务器上实现了分辨率降低8倍的快视成像。仿真实验表明,本文方法基本可以达到准实时成像的要求。     

基于SPECAN技术的子孔径RD成像算法

由于弹载SAR平台运行速度快、机动性大、运动和姿态存在随机偏差、时实性成像要求高等特点,提出了基于SPECAN技术的子孔径RD成像算法。在距离向,采用匹配滤波技术实现距离向高分辨。在方位向,采用子孔径处理的SPECAN算法。通过仿真结果可以验证,基于SPECAN技术的子孔径RD成像算法有效的减少了数据处理量,降低对弹体存储空间的要求,很好地满足了实时成像要求,提高了导弹的打击精度     

去调频处理的合成孔径雷达成像

针对合成孔径雷达(SAR)成像SPECAN算法中距离向采样率过高的问题,将去斜率原理用于SPECAN算法的距离向处理,先以STRETCH(去斜率)方法将宽带信号转化为单频信号,然后对单频信号做快速傅里叶变换(FFT).这种对距离向的处理方式,降低了回波信号的采样率,并且只需要一次FFT便可将回波信号压缩到与目标距离相关的位置上,减少了数据运算量和存储量.原理分析和仿真实验均表明了该算法的正确性和有效性.     

扫描SAR全孔径成像处理方法

该文提出了一种新的扫描SAR全孔径成像处理方法。首先根据谱分析(SPECAN)方法进行方位预滤波得到无模糊的二维频谱,在此基础上利用传统的非线性CS方法完成距离压缩及距离徙动校正,然后结合Dechirp思想将信号聚焦在频率域,最后通过Chirp-Z变换实现几何形变校正。该算法不需要插值操作和坐标转换,因此运算量小,效率高。仿真和实测数据处理结果验证了算法的有效性。     

星载ScanSAR等效斜视距离模型的ECS成像算法

本文提出一种适用于大距离徙动星载ScanSAR成像处理的等效斜视距离模型Extended Chirp Scaling(ECS)成像处理算法.根据误差最小的等效斜视距离模型,改进了ECS成像算法的部分因子,给出了实现步骤.此外,为消除ScanSAR成像时的Scalloping效应,算法中还结合了视加权处理.最后,计算机仿真验证了算法的有效性,并进行了成像性能分析.     

距离徙动校正和斜地变换的实时算法研究

距离徙动校正插值处理是距离多普勒域(RD)算法的重要步骤,图像校正中的斜地变换也需要插值处理,插值处理会对图像引入插值误差。该文分析了距离徙动校正和斜地变换的原理,推导出一种把两种处理结合实现的方法,该方法通过一次插值处理完成距离徙动校正和斜地变换。与传统的实现方法相比,该方法减少了图像中由于插值处理引入的误差,提高了图像处理的精度,并且很大程度上减少了运算量。采用机载SAR原始数据验证了该算法的有效性。该算法对于高分辨率SAR的大量数据的实时成像处理,具有较大的应用价值。     

星载合成孔径雷达(SAR)成像处理快速近似算法

本文研究了一种用于星载SAR方位处理的快速算法,称为SPECAN算法,该算法与常规的频域算法相比较,在计算量、存贮量和算法结构上都有明显的优势。它可作为星载SAR粗处理的实时处理算法,对星载SAR实时成像处理具有重大意义。本文着重研究了SPECAN算法的结构及其在星载SAR中所需解决的特殊问题。最后,利用SEASAT-A海洋卫星SAR原始数据验证了该算法的可行性。     

基于去调频宽带LFM信号的二次距离压缩算法及其实时实现

该文在基于匹配滤波的二次距离压缩算法(SRC)基础上,通过对去调频的线性调频(LFM)信号的时、频域关系的分析,给出基于去调频LFM信号的SRC算法,与距离多普勒算法(RD)和普通LFM信号SRC算法对比,分析该算法的运算量,说明该算法适合于去调频体制SAR实时成像处理。对于去调频SAR数据采用该算法压缩得到清晰的图像,同时对比斜视下SRC与RD成像的结果。验证了在高分辨率实时成像时SRC算法优于RD算法。     

基于Radon变换的SAR成像多普勒模糊估计

文中主要分析合成孔径雷达(SAR)成像的多普勒模糊及其估计.首先推导了SAR斜视角和距离-多普勒(RD)域线性距离徙动斜率间的关系,通过在RD域而不是在距离-脉冲时域(RA域)来估计回波轨迹.讨论了基于Radon变换的RD域估计多普勒模糊数的方法.仿真实验和星载RADARSAT实测数据验证了估计算法的正确性与合理性.     

大距离徙动情况下距离多普勒(RD)算法与后向投影(BP)算法的比较

距离多普勒(Range-Doppler，RD)算法是传统窄带／窄波束SAR的经典成像算法，它借助菲涅耳近似，只保留了斜距R(t)的线性部分和二次项。但是当距离徙动严重时，方位向二次以上的高次相位项不能忽略，这会大大降低聚焦精度。后向投影(Back-Projection，BP)算法是一种基于时域处理的成像算法，通过计算双程延时将对应信号进行相干累加，获得高分辨率SAR图像。BP算法由于用时延代替了相位的概念，故与频率无关，不存在距离徙动校正的问题。本文介绍了RD算法和BP算法的原理及算法实现，并且利用距离向插值改进了BP算法。最后，结合计算机仿真结果详细比较了这两种算法的若干性能指标，证明了BP算法比RD算法更适用于大距离徙动情况下的SAR成像。     

Realization of quick-look imaging for spaceborne SAR based on parallel processing

Large range cell migration is a severe challenge to imaging algorithm for spaceborne SAR. Based on design of Finite Impulse Response (FIR) filter and Range Doppler (RD) algorithm,a realization of quicklook imaging for large range cell migration is proposed. It realized quick-look imaging of 8 times reduced resolution with parallel processing on memory shared 8 CPU SGI server. According to simulation experiment, this quick-look imaging algorithm with parallel processing can image 16384x16384 SAR raw data within 6 seconds. It reaches the requirement of real-time imaging.     

分布式卫星SAR系统的方位分辨力特性

详细分析了方位分辨力与方位回波谱的关系．通过对方位回波谱拼接处理来提高方位分辨力。仿真结果表明，方位回波谱拼接处理可提高分布式卫星SAR系统方位分辨力。     

Extended chirp scaling algorithm for air- and spaceborne SAR dataprocessing in stripmap and ScanSAR imaging modes

Presents a generalized formulation of the extended chirp scaling (ECS) approach for high precision processing of air- and spaceborne SAR data. Based on the original chirp scaling function, the ECS algorithm incorporates a new azimuth scaling function and a subaperture approach, which allow an effective phase-preserving processing of ScanSAR data without interpolation for azimuth geometric correction. The azimuth scaling can also be used for automatic azimuth coregistration of interferometric image pairs which are acquired with different sampling distances. Additionally, a novel range scaling formulation is proposed for automatic range coregistration of interferometric image pairs or for improved robustness for the processing of highly squinted data. Several simulation and processing results of air- and spaceborne SAR data are presented to demonstrate the validity of the proposed algorithms     

基于ω-k算法的宽测绘带星载SAR成像处理

本文提出了一种适用于宽测绘带星载SAR成像处理的改进ω-k算法.在用经典ω-k算法来处理星载SAR数据时,离参考距离越远图像形变和方位聚焦质量下降就越严重,这严重地限制了测绘带宽度.本文在ω-k算法的基础上提出了用等效视角补偿和等效速度补偿来校正图像形变和提高方位聚焦质量的改进算法.实验表明这种算法能够高效地对宽测绘带星载SAR数据进行精确成像处理.     

一种基于二维信号稀疏重构的互质采样星载SAR成像处理方法

互质采样星载SAR通过方位互质采样代替传统方位均匀采样,可有效缓解空间分辨率与有效成像宽度之间的相互制约,提升SAR系统的对地探测性能。然而,方位向互质采样使得回波信号呈现方位欠采样及非均匀采样特性,导致传统SAR成像处理方法无法实现互质采样星载SAR的有效成像处理。该文提出一种基于2维信号稀疏重构的互质采样星载SAR成像处理方法。该方法在距离向脉冲压缩后,根据各距离门的多普勒参数截取2维观测信号并构造相应的稀疏字典,然后通过改进的2维信号稀疏度自适应匹配追踪算法完成方位聚焦处理。该方法不仅可以补偿SAR回波信号的距离方位2维耦合,还可以消除成像参数随距离空变对稀疏重构造成的影响,从而实现全场景的精确重构。点目标及分布目标仿真实验结果验证了所提算法可在远低于奈奎斯特采样率的情况下实现稀疏场景的有效重构。      

基于距离走动校正的星载SAR成像算法

该文提出一种适合大距离徙动星载SAR的成像算法,该算法首先要对回波信号的距离走动进行校正,因而距离向和方位向的耦合度大大减小,成像质量得到提高。文中详细地推导出了该算法。然后对距离多普勒域的调频斜率的近似误差进行了分析,并与普通的斜视算法进行了比较。最后通过点目标成像仿真和实际数据成像仿真,验证了该算法的有效性。     

一种改进的星载聚束SAR子孔径ECS算法

在分析原有ECS算法的基础上,提出了一种适合于星栽聚束SAR成像的子孔径ECS算法。该算法对数据进行子孔径划分,可降低系统对PRF及运算存储量的要求。距离压缩采用斜视等效距离模型,实现精确的距离徙动校正。方位压缩采用方位scaling和频谱分析来实现,并分析推导了合理的方位scaling因子取值。最后,通过仿真验证了算法的有效性。     

弹载SAR大斜视SPECAN成像算法

由于导弹攻击的目标在航线前方,弹载SAR需具备大斜视成像能力。针对大斜视状态下回波数据方位向和距离向严重耦合、弹载SAR平台实时性要求高的特点,提出了一种基于谱分析(Spectral Analysis,SPECAN)算法的弹载SAR大斜视成像算法。通过在方位时域进行距离走动校正,降低了回波方位向和距离向的耦合;通过二维时域中方位向的SPECAN处理和方位向FFT,获得SAR成像结果。算法处理流程简单,是一种实时性高的中等分辨率成像算法,适合应用于弹载SAR大斜视成像。仿真验证了算法的有效性。     

基于FPGA的星载SAR成像信号处理技术

通过现场可编程门阵列(FPGA)设计并实现星载合成孔径雷达(SAR)成像处理,能够完成对多种模式星载SAR回波数据的高速处理。该文搭建的成像处理系统以子孔径极坐标格式算法(PFA)为核心,首先,在精确的多普勒中心频率估计基础上,采用基于尺度变换原理的距离向处理(PCS)与方位向高精度sinc插值级联的算法处理流程实现子孔径数据域重采样,极大地提升了处理精度与运算效率;然后,对各子孔径图像进行辐射校正消除扇贝效应,并采用加权平均算法获得了全孔径拼接图像;最后,基于Sentinel-1卫星实测数据对本系统进行了验证和分析,在系统工作频率200 MHz情况下,能够在5.92 s内实现8 192×8 192像素点的32位单精度浮点成像处理,实测数据成像结果验证了该系统的有效性,从而为实时处理奠定了技术基础。