一种改进的SAR反投影图像相位梯度自聚焦方法

反投影(BP) 算法是一类经典的合成孔径雷达(SAR)成像处理方法。BP在已知航迹条件下可以实现数据的高精度聚焦。但是,BP重建图像中,运动误差导致的目标散焦通常沿着不同的方向存在,残留距离徙动不能严格限制在一个距离分辨率单元内,运动补偿困难。文中提出了一种修正投影栅格的子带宽相位梯度自聚焦(PGA)处理方案。其中,基于数据采集平面的非均匀栅格重建图像,完全去除了目标散焦方向的空变特性。然后,对子带宽分解的反投影数据进行PGA运动补偿并拼接得到全分辨率图像。最后,点目标仿真验证了该方法的有效性。     

一种基于图像后处理的极坐标格式算法波前弯曲补偿方法

 极坐标格式算法（PFA）波前弯曲误差分析是对波前弯曲进行有效补偿的基础,以往波前弯曲误差推导过程中都对差分距离采用了二阶近似,在对大场景范围进行近场、高分辨率成像时已不能满足要求.本文采用新的方法对波前弯曲误差进行了精确的推导,得到了波前弯曲误差在空间频域的二阶泰勒展开表达式.利用推导的波前弯曲误差公式,在PFA图像域通过空变滤波和几何失真校正分别对二次和一次相位误差进行补偿,极大地改善了波前弯曲对PFA成像场景大小的限制.最后通过仿真数据处理验证了分析结果.     

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。     

一种基于局部频率估计的地形自适应干涉图滤波器

本文提出一种用于InSAR处理的地形自适应干涉图滤波器.该滤波器通过局部空间频率估计,依据地形的变化进行参数调整,能够有效地克服传统的多视滤波器破坏致密干涉条纹的缺点.本文详细描述该地形自适应滤波器的结构,并阐述其具体实现方法.在局部频率估计中,由于采用了二维Chirp-Z变换,滤波器的计算效率较高.用X-SAR的干涉数据对所提出的自适应滤波器进行了验证,给出了自适应滤波器和传统多视滤波器的滤波结果,说明前者具有保持干涉条纹的良好特性.     

基于LightGBM的气象目标分类技术

为克服传统气象目标分类算法对人为设置经验参数的依赖性,本文提出一种基于轻量级梯度提升机（Light Gradient Boosting Machine,LightGBM）的气象目标分类技术。将KVNX气象雷达获取的4个极化参量（水平反射率因子、差分反射率、相关系数和差分相移率）作为气象目标的特征参数,结合参考分类标签,制作向量数据集,再进行预处理,生成满足模型需求的数据集。以此数据集为驱动,建立一种LightGBM算法的气象目标四分类模型,该模型可有效识别3种气象目标（中小雨、冰雹和湿雪）及杂波（生物杂波与地杂波）。最后,根据气象雷达观测测试数据集进行测试,结果表明该模型在有高效率识别速率条件下,识别准确率可达95%以上。再用KTLX雷达两次实际观测数据来验证模型通用性,结果表明LightGBM分类模型可有效完成4种气象目标识别,具有优越的鲁棒性。     

一种基于谱极化参数的双极化气象雷达杂波抑制方法

针对双极化气象雷达中非气象回波的滤除问题,该文提出一种基于谱极化参数(SPP)的杂波滤波方法.不同于传统时域或频域的杂波抑制方法,该方法根据气象和杂波在距离-多普勒(RD)域内的特征不同进行前者的保留和后者的抑制.首先利用频谱极化特征构造SPP,结合形态学方法,在RD域内生成一个2元掩模.基于面向对象的思想,将2元掩模标记为气象对象掩模和杂波对象掩模.然后引入谱宽作为额外的参数,筛选出所有气象对象掩模,将其进行叠加可以获取完整的气象信息,最终生成SPP杂波滤波器.实测X波段和C波段气象雷达数据验证了所提方法的有效性.与移动双重谱线性退极化比(MDsLDR)滤波器和基于时域的门限因子杂波抑制方法相比,SPP滤波器在保留弱气象信息方面效果更好.此外,该方法计算复杂度低,可以实时应用于同时发射同时接收(STSR)和交替发射同时接收(ATSR)双极化气象雷达.     

基于多级维纳滤波器的非均匀ΣΔ-STAP研究

该文提出了基于多级维纳滤波器的非均匀ΣΔ-STAP并行块处理算法,在非均匀环境下能快速有效检测动目标。文中基于多级维纳滤波的广义旁瓣对消器结构,提出了联合主波束检测和自适应功率剩余检测的两级级联非均匀检测算法,能有效增强对弱干扰目标样本的检测能力。同时,将改进的并行块处理引入非均匀ΣΔ-STAP算法,极大地降低了系统运算量。理论分析和仿真实验表明,该算法能有效剔除干扰样本,提高动目标检测性能,收敛速度快,运算量小,鲁棒性强,易于工程实施。     

距离弯曲误差校正在条带模式SAR成像中的应用

介绍了用极坐标格式算法处理条带模式合成孔径雷达数据时距离弯曲的校正方法。距离弯曲会给图像带来两种形式的失真,一种是keystone形式的几何失真,另一种是空变的散焦。在大成像场景、低载频和近距离等情况下,这些失真会变得尤其严重。距离弯曲不仅影响图像的质量,而且限制了成像区的大小。文中改进了通常采用的图像域重采样的方法校正几何失真,通过对图像域的空变滤波去除散焦,这些校正方法适用于聚束模式中正侧视和斜视,而且计算量较小,对斜视数据的校正不会增加运算量,并且通过参数仿真和实测数据处理的实验结果验证了算法的有效性。     

基于信号子空间估计的多基线InSAR干涉相位图滤波方法

多基线干涉合成孔径雷达（Interferometic synthetic aperture radar,InSAR）利用长短基线之间的关系,能够获得优于单基线InSAR的高程测量结果。本文针对多基线InSAR的数据特点,提出了基于信号子空间估计的多基线InSAR干涉相位图滤波方法。该方法将不同长度基线下所获得干涉相位图中同一像素单元信号作为一个训练样本,通过信号子空间的估计完成多基线InSAR干涉相位图滤波。仿真实验结果表明,本文方法可以在运算时间相当的情况下,获得优于回转均值滤波算法和回转中值滤波算法的滤波性能,是一种可满足实时处理要求的有效的多基线InSAR干涉相位图滤波方法。