基于改进DPC方法的合成孔径声纳运动补偿研究

合成孔径声纳(Synthetic Aperture Sonar,SAS)成像的难点之一在于声纳基阵载体的不稳定运动影响了合成孔径上水听器接收信号的相干性,其结果将导致图像的畸变和图像分辨率降低。本文在分析基本偏移相位中心(Displaced Phase Centers,DPC)方法的基础上,提出了一种在没有冗余的相位中心而数据在空间的相关性较强时适用的DPC算法。改进的DPC算法能够有效地估计并补偿声纳基阵的侧摆(sway)和偏航角(yaw)导致的运动误差。通过仿真和实验数据验证了算法的有效性。     

逆合成孔径声纳的点目标成像

合成阵列声纳包括合成孔径声纳（SAS）与逆合成孔径声纳（ISAS）。它是一种新型的水下成像声纳,是水声技术的重要研究方向之一。详细介绍了基于转台理论的逆合成孔径声纳技术的基本原理,研究了逆合成孔径声纳的系统构成和参数选取方法,分析了逆合成孔径声纳的方位分辨率和距离分辨率,并且在限定的约束条件下,对点目标的ISAS成像进行仿真,取得了良好的结果。     

发射站固定的双站合成孔径声纳成像研究

本文建立了发射站固定的双站合成孔径声纳模型，在分析了“停-走-停”假设引起相位误差的基础上，提出了对误差补偿的方法，研究了双站SAR距离-多普勒算法，并提出了基于该算法的双站SAR成像方案，最后给出了有关计算机仿真结果，实现了双站SAR对点目标的成像，     

多子阵合成孔径声纳距离-多普勒成像算法

基于相位中心近似(PCA)的传统多子阵合成孔径声纳(SAS)成像方法忽略了近似误差的方位空变性,使得分布式目标的聚焦结果发生畸变。为解决这个问题,该文从收发阵元空间分置采样与相位中心近似采样的几何模型出发推导了一种考虑近似误差方位空变性的双程斜距历程,并将多子阵合成孔径声纳2维频域系统函数分解为收发分置畸变项和类收发合置项。在此基础上,采用复数相乘、插值实现收发分置畸变项的补偿,并利用距离-多普勒算法进行成像处理。相对传统方法,该文方法在整个测绘带内的近似误差更小,不会带来方位向上的位置偏移,能得到与真实目标位置一致的成像结果。     

基于回波信号的一种合成孔径声纳运动补偿方法

运动补偿是合成孔径声纳(SAS)成像的关键问题,SAS系统一般利用多接收阵回波信号数据的互相关特性进行运动补偿.本文提出一种基于单接收阵和强点目标回波的运动补偿方法,并在推导侧摆误差模型的基础上,进行了计算机仿真.仿真和实测数据实验结果表明该方法的有效性.     

多子阵合成孔径声纳逐点成像算法

合成孔径声纳(SAS)中信号传播较合成孔径雷达(SAR)需要更长的时间,往往“停一走一停”近似不再有效,测绘带内不同距离回波到达基阵时,基阵存在不可忽略的运动;同时测距、测速模糊矛盾的问题较SAR更为突出。本文针对这一情况,在原有多子阵逐点成像算法的基础上,研究了基阵的运动误差,提出了多子阵合成孔径声纳带运动补偿的逐点成像算法。     

多强点目标场景合成孔径声纳SAS自聚焦算法研究

经典的PGA算法不能直接用于SAS图像自聚焦。目前的一些改进算法非常复杂,鲁棒性不好。本文提出了一种基于图像分块的改进PGA算法。算法的原理简便,鲁棒性好。并利用图像质心不变的假设,解决了线性相位引起的图像方位位置偏移问题。最后,通过仿真试验,验证了算法的有效性。     

一种逆合成孔径激光雷达成像算法

逆合成孔径激光雷达是一种能实现对运动目标超高分辨实时成像的主动式有源成像雷达。该雷达系统发射的激光信号具有超高频率和超大带宽的特点,因此,微波波段逆合成孔径雷达针对常规目标所采用的回波信号模型不再适用。针对这一问题,给出了适用于逆合成孔径激光雷达的运动目标回波信号模型,分析了激光信号的超高频率带来的脉内多普勒效应,利用基于参考点的运动补偿方法,在匹配滤波处理后通过包络对齐实现对运动参考点轨迹的精确估计,最终获得了精确的参考信号,实现了对运动目标的超高分辨二维成像。仿真结果验证了该算法的有效性。     

多子阵合成孔径声纳系统中的侧摆运动误差补偿

针对低频合成孔径声纳系统中的侧摆运动误差,提出一种基于冗余阵元回波数据的运动误差补偿方法。该方法首先沿距离向对相邻重叠相位中心的数据求统计平均获得缠绕的平均相位误差,然后通过滑动累加得到解缠绕的相位误差,运用估计的相位误差就能实现多子阵合成孔径声纳回波数据的运动误差补偿。仿真结果表明,该方法能够准确地估计侧摆误差,估计偏差均小于0.002 m;误差补偿后能够取得与无误差情况基本一致的成像结果,极大地改善了目标聚焦质量,能满足低频合成孔径声纳系统的运动误差补偿要求。实测数据处理结果进一步验证了该方法的有效性。     

合成孔径声纳姿态及运动估计--鲁棒Kalman估计算法

合成孔径声纳姿态及运动估计系统一般由惯性测量单元(IMU),差分DGPS,声多普勒计程仪DVL,深度传感器,磁罗经等多种测量传感器组成.通常情况下,惯性测量单元(IMU)必须与DVL或DGPS进行数据融合,才能获得更好的测量性能;同时,由于姿态及运动监测系统的传感器较多,系统受外界扰动影响比较严重,即观测野值比较严重.因此,将M-估计原理应用到Kalman滤波算法中,利用鲁棒Kalman滤波算法来处理合这类估计问题.计算机仿真结果表明,该方法将惯性测量单元(IMU)测量结果与差分DGPS或DVL测量结果进行数据融合,较好地解决了合成孔径声纳姿态、运动估计问题.     

逆合成孔径成像激光雷达成像算法

逆合成孔径成像激光雷达是一种能实现运动目标超高分辨实时成像的雷达,它在发射激光信号的基础上,运用逆合成孔径原理对目标进行成像。但激光信号具有极高载频、超大带宽和极短波长的特性,传统的距离-多普勒算法不再适用。在对回波信号特征进行分析的基础上,利用重排维格纳分布和Hough变换对光外差探测后的信号进行时频分析以估计目标的运动速度,构造有效的补偿因子,完成了对回波信号的精确运动补偿,并进一步采用Keystone变换完成对目标散射点的越距离单元徙动校正,实现了对目标的高分辨二维成像。仿真实验验证了成像算法的有效性,并通过与微波波段逆合成孔径雷达的比较,证明了逆合成孔径成像激光雷达可实现对运动目标更快速、更高分辨的成像。     

距离向多孔径接收宽测绘带SAR三种成像算法比较

文章扼要阐述了距离向多孔径接收宽测绘带合成孔径雷达(multi-aperture wide-swath Synthetic Aperture Radar, MAWS-SAR)的基本原理,比较了三种距离向多孔径接收宽测绘带SAR的成像算法A、B、C.算法A是先从混叠信号中分离出每个子测绘带各自的回波信号,再作距离向压缩;算法B是先作距离向压缩,再分离出每个子测绘带各自的回波信号;算法C与算法A基本相似,只是分离信号时用了特别定义的权矩阵.文章对这三种成像算法进行了具体研究,并进而得到了一些结论.     

一种改进的交互式医学图像序列分割方法

本文介绍了一种结合live wire算法和活动轮廓模型的医学图像序列的分割方法.我们通过把live wire算法和图像分割中一般的区域增长方法结合来改进live wire算法,并用改进后的算法来对医学图像序列中的单张或多张切片进行交互式的准确分割.然后计算机利用活动轮廓模型来自动分割相邻的未分割切片.我们通过在活动轮廓模型的边缘点中引入记录已分割物体边缘附近局部区域特征的灰度模型来把已分割切片中的物体与背景的局部区域特征带入相邻的未分割切片中,并用由灰度模型定义的区域相似性代替活动轮廓模型中的外能来引导边缘轮廓收敛到物体的实际边缘.本文还介绍了一种基于live wire算法思想的简单的分割结果交互式修补方法.实验表明我们的算法仅需少量用户交互就能快速准确的从医学图像序列中分割出感兴趣的物体.     

合成孔径雷达成像Matlab仿真研究

计算机仿真是现代雷达研究中的重要技术之一,针对合成孔径雷达(SAR)成像中影响仿真结果的因素,从分析SAR发射信号和回波信号模型出发,运用Matlab软件对SAR的发射波形以及点目标成像进行了仿真,直观地反应了距离多普勒成像算法原理。最终通过仿真分析,总结了SAR成像中影响仿真结果的5项因素,而这5项因素在运用Matlab仿真过程中对成像质量的优劣有着至关重要的影响。     

用改进的包络最小熵法进行包络对齐

包络对齐是逆合成孔径雷达(ISAR)运动补偿的基础。现有的包络对齐算法存在对齐精度较低的缺点。本文借助 Fourier变换的频域移位性质,改进了包络对齐处理的包络最小熵法。该算法在用包络最小熵法进行平动位移粗略估 计的基础上,利用频移因子对粗补偿的距离像进行小范围的调整和迭代,以获得更高的包络对齐精度。给出了详细 的算法流程和步骤。仿真数据和外场实测数据的处理结果都表明该方法的有效性。     

干扰合成孔径雷达的统一方程

合成孔径雷达(SAR)是当前的一种新型雷达体制,它既能测定目标的座标位置又能对目标成像,不论在军用还是在民用都有广泛的应用和广阔的发展前景,当然也就成了雷达干扰研究的重点对象。我们应用了几年的时间,分析了对SAR的干扰原理;推导出对SAR的干扰方程;做了多种仿真干扰试验,室内小功率模拟干扰试验和实际飞行干扰试验,获得大量干扰数据和干扰图像,证明了推导的干扰方程的正确性。还证明了常规脉冲雷达的干扰方程与SAR的干扰方程可以统一成一种方程。只是在计算干扰等效功率时,取不同的干扰压制系数即可。     

基于惯导的机载斜视SAR运动补偿研究

本文建立了斜视SAR运动误差模型,采用了一种基于惯导的运动补偿方法。在正侧视角度分解的基础上,针对斜视的特点对分解方法进行了改进,在此基础上进行了速度矢量投影并完成包络校正和相位误差补偿。该方法计算量小,避免了分段估计斜视角从而引入的图像拼接问题。实测数据结果表明其适应性强,在较大斜视角情况下能够得到质量较高的SAR图像。     

一种改善SAR对舰船目标成像质量的新方法研究

常规合成孔径雷达(SAR)成像技术适用于静止场景目标成像,在对海上舰船等运动目标成像时,由于目标存在自身转动分量,使得积累时间内回波多普勒频率不为常数,导致常规成像处理后,目标出现散焦、分辨力下降的现象.通过分析存在平动、转动分量目标回波的多普勒频率特征,可以把SAR对舰船目标成像问题转化为稀疏信号表示问题,利用信号重构回波散射系数实现二维成像.将基于贝叶斯学习的稀疏信号表示用在SAR对舰船目标成像上,采用该方法处理实测数据可获得较清晰的目标像,通过与传统方法的比较验证了该方法的有效性.     

双基合成孔径雷达二维频谱微增量算法研究

针对双基合成孔径雷达二维频谱难以精确获取的问题,提出基于斜距历程泰勒级数展开的双基二维频谱微增量算法.该算法在获取斜距历程低阶泰勒展开驻相点的基础上,通过求解此驻相点与斜距历程高阶泰勒展开驻相点之间的微增量来获取高阶展开驻相点的近似解,并以此为基础得到二维频谱数学推导表明：级数反演(MSR)算法是微增量算法的一种低阶近似.微增量算法避免了求解高阶驻相点方程,运算量小在仿真实验中,通过对比分析微增量算法与精确传递函数(ETF)算法、MSR算法得到的驻相点和二维参考频谱的聚焦效果,验证了微增量算法的有效性.     

一种扩大8 mm波段综合孔径辐射计成像视场的方法

针对8mm波段综合孔径辐射计射频前端电尺寸较大,采用常规Y形阵列布局系统成像视场范围小的缺点,首先提出了一种星形天线阵列布局,它使可视度函数采样点之间的间隔变为天线单元间隔的一半,从而使系统的成像视场扩大到原来的两倍;然后,针对星形阵列可视度函数采样点缺失的问题,研究了背景对消与凸集投影相结合的图像反演算法,并进行了成像仿真。仿真结果验证了该反演算法的有效性。