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，     

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.     

双站合成孔径声纳系统原理研究

该文建立了发射站固定的双站合成孔径声纳模型,并对其分辨特性等原理进行了分析和研究,得到了距离分辨力 、脉冲重复频率以及测绘速率严格的数学解,同时给出了有关计算机仿真。仿真结果验证了理论分析的正确性,表明了双站合成孔径声纳成像方法可行、有效。     

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。     

逆合成孔径激光雷达回波信号特征分析

逆合成孔径激光雷达(inverse synthetic aperture ladar,ISAL)发射信号具有超短波长、超大带宽的特点,其回波对目标运动具有极强的敏感性,因而ISAL回波信号特征与常规ISAR回波有很大不同.建立了ISAL回波的精确模型,研究了由于目标运动引起的回波包络展缩、脉内多普勒和脉冲间多普勒效应,并给出了它们的近似方法及约束条件,仿真分析了目标在不同运动参数下回波信号的包络展缩、脉内多普勒效应对ISAL成像的影响,结果表明上述效应会造成图像的散焦,需要在成像中进行相应补偿.     

星载合成孔径雷达有源相控阵天线研究

该文从雷达工作模式、模糊度、分辨率及信噪比等几个方面研究了星载合成孔径雷达的有源相控阵天线波束调节方式和波束赋形特点,设计了一种适合于二条带高分辨率扫描模式星载合成孔径雷达的有源相控阵天线,该文还研究了有源相控阵天线的可靠性问题,提出一种利用冗余设计提高天线可靠性的方案。     

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。     

合成孔径声呐并行实时处理研究

该文论述了合成孔径声呐(Synthetic Aperture Sonar,SAS)系统的图像重建算法选择、参数选择和并行处理方式,并提出一种基于 SHARC信号处理机 SAS实时成像实现方法,结合自行研制的原理样机中信号处理系统特点,采用两级流水线:第一级利用空间采样间隔时间做序贯处理,完成正交解调、脉冲压缩功能;第二级采用批(帧)处理完成方位聚焦。两级流水线,仅用一级(第二级)的时间开销,就完成了图像重建。为满足实时性要求,两级都采用了并行处理。