合成孔径雷达及其干涉技术研究进展

合成孔径雷达(Synthetic aperturer adar,SAR)能够在全天候、全天时条件下对地面进行大范围测绘,是现代民用遥感和军事侦察中的重要手段。本文回顾了SAR及干涉合成孔径雷达(InSAR)技术的历史,叙述了SAR由非聚焦到完全聚焦,由光学处理到全数字式处理,由二维测绘到干涉三维测绘的发展历程。通过例举典型系统,介绍了国外机载、空载SAR和InSAR技术的现状,并对我国近年来在该领域取得的进展作了简要介绍。最后,本文给出对SIR—C／X—SAR采集的航天飞机SAR数据处理所得到的成像结果。     

基于设计结构化Gram矩阵的ISAR运动补偿方法

运动补偿是ISAR（Inverse Synthetic Aperture Radar）成像算法中的重要步骤.本文将运动补偿归结为多参数估计问题,基于设计结构化Gram 矩阵的最优化理论提出了一种运动补偿方法.该方法可分为距离对准和相位补偿两部分,其中距离对准算法通过让所有距离像之间的相关性同时逼近最大值的准则实现偏移量的估计,而相位补偿算法则通过分析信号模型推导出最优矩阵从而利用最优化方法提取相位误差.实测数据处理结果表明,这两种算法都具有较强的鲁棒性和较高的估计精度,是一种有效的运动补偿方法.     

稳健的多通道SAR/GMTI通道盲均衡算法

对于实际的多通道合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）系统,各接收通道响应之间不可避免地存在着一定程度的幅度和相位误差,为了得到较为满意的地面动目标显示（Ground Moving Target Indication,GMTI）性能,通常都会在杂波抑制之前对通道间的幅度相位误差进行有效地校正.本文在基于回波数据相关矩阵特征分解的通道盲均衡算法基础上,结合降维处理技术及中值估计方法,提出一种稳健的多通道SAR/GMTI通道盲均衡算法.实测数据实验结果表明：与原通道盲均衡算法相比,本文所提算法不但收敛速度快,而且算法的有效性不受样本集中目标信号的影响.     

机载SAR多模式统一化成像处理技术研究

合成孔径雷达(SAR)技术能够实现感兴趣区域(ROI)的多模式成像与超高分辨观测。然而,超高分辨成像因多脉冲长时间相干积累而面临方位频谱混叠问题,且对于斜视情况下的凝视和滑动聚束模式,传统频域成像算法难以实现统一化处理。据此,本文提出了一种SAR多模式统一化成像处理算法。首先,采用线性距离走动校正削弱斜视数据的两维耦合。然后,结合基于方位Deramp技术的混叠频谱重建方法与方位重采样,实现混叠信号的恢复及聚焦深度问题的解决。最后,利用扩展的距离徙动算法进一步完成ROI精聚焦。本文所提算法能够对斜视的凝视和滑动聚束数据进行统一化的成像处理。基于点目标仿真与机载SAR多模式实测数据处理结果,验证了所提方法的有效性。     

机载气象雷达目标的三维建模方法研究

三维可视化系统能够为机载气象雷达回波数据分析提供支持。本文以预先提取的气象目标三维点云数据为基础,设计了一种面向机载气象雷达目标的三维建模方法。首先运用α-shape算法提取气象目标的外轮廓点云,并通过主元分析法求取点的法向量,再利用泊松重建算法对具有法向信息的外轮廓点云进行三维表面重建。结果表明,该方法得到的气象目标三维重建结果轮廓清晰,表面细节特征明显,能够反映气象目标的空间结构分布特征。相较于仅使用α-shape算法和移动立方体算法,该方法在重建精度和计算效率方面均有提高。重建模型整体上满足机载气象目标三维建模的要求,可以为未来的机载显控气象信息平台三维可视化提供技术支持。     

双基PFA波前弯曲误差分析及校正

双基聚束模式合成孔径雷达(SAR)成像中的极坐标格式算法(PFA)是基于平面波前假设建立的。由于该平面波前假设在聚焦过程中引入了相位误差,双基PFA聚焦图像中会出现空变几何失真和散焦现象。因此,实际应用PFA时其有效场景聚焦范围通常受到严格限制。基于双基合成孔径雷达回波信号相位的泰勒展开式,推导双基PFA中波前弯曲误差的解析表达式。基于此表达式,分别应用1维空变滤波和插值来补偿、校正波前弯曲效应引入的散焦和几何失真现象,从而有效改善了双基PFA的聚焦范围。点目标仿真验证了该方法的有效性。     

基于垂直载荷因子的湍流检测方法实现

湍流是威胁航空安全的重大隐患.美国航空无线电技术委员会新修订的机载气象雷达最低性能标准DO-220A要求湍流检测时考虑飞机特性的影响.因此,本文以垂直载荷因子为检测依据,验证分析湍流检测方法,这对机载气象雷达准确探测湍流有实际意义.首先,构建湍流模型并量化飞机特性的影响,然后结合湍流谱宽,求解飞机垂直载荷因子.其次,依...