非均匀环境中的分布目标自适应检测

该文研究了非均匀环境中的分布目标和多点目标的检测。其中,假设辅数据协方差矩阵服从以主数据协方差矩阵为条件的逆Wishart分布,且均值与之成比例。首先给出主数据协方差矩阵、比例因子和目标幅度的最大似然估计(MLE),然后基于贝叶斯理论和广义似然比(GLRT)判决准则提出了一种检测器。当目标只存在单个距离门时,检测器和自适应相干估计器(ACE)一致;当目标跨越多个距离门时,检测器和广义自适应子空间检测器(GASD)一致。但不同在于ACE和GASD都是基于未知的确定干扰协方差矩阵的。另外,该检测器具有恒虚警率(CFAR)特性,并且有很好的检测性能。     

基于椭圆轨道的Geo-SAR精确多普勒参数解析计算方法

该文综合考虑了轨道偏心率、地球扁率和地球自转三方面的因素,推导得出高精度星载SAR多普勒中心频率和多普勒调频率解析式。鉴于2维姿态导引对于Geo-SAR的必要性,进一步分析了姿态导引后和零姿态导引两种情况下的多普勒参数,为Geo-SAR的多普勒参数计算提供了实用且有效的方法。该文得到的多普勒参数解析计算式适用于任意轨道高度和任意姿态的星载SAR,且具备很高的精度。基于该结论,研究了运行于椭圆轨道的Geo-SAR多普勒中心和多普勒调频率特性。     

一种新的GEOSAR快速零多普勒中心二维姿态导引方法

该文针对地球同步轨道合成孔径雷达(GEOSAR)提出一种新的2维俯仰–滚动姿态导引方法,可有效解决传统2维偏航导引方法用于GEOSAR时大偏航角的问题,更适用于具有大功率、大天线和大转动惯量的GEOSAR卫星。该方法应用于GEOSAR卫星时,不需调整偏航角,仅通过调整不超过±8°的俯仰角和滚动角,即可实现正侧视。相较于传统导引方法,该方法将卫星机动角度和时间减小至1/10左右,可大幅降低GEOSAR工程实施难度。该方法应用于不同轨道高度的SAR卫星时,均可实现残留多普勒中心值为0,具有普适性。此外,针对不同轨道高度SAR卫星,该文提出了姿态导引方法选择的参考依据。

     

等效斜视距离模型在星载LEO-SAR中的精度分析

该文旨在研究等效斜视距离模型在低轨星载SAR高分辨率情况下的适用性,并分析其最佳性能即该模型适用的最长合成孔径时间及对应的最高分辨率。该文首先通过建立精确的星-地几何模型推导出具有较高精度的多普勒中心和多普勒调频率计算公式,进而通过多普勒参数反演得到等效斜视距离模型。通过与数值方法得到的斜距信息比较,可以得到该距离模型拟合结果的误差,当该误差在/4阈值之内,图像就不会散焦。利用该思想,该文以TerraSAR-X参数为例,分析了等效斜视模型可以适用的最长合成孔径时间及对应的最高分辨率。该文结论给一般的低轨星载SAR距离模型分析提供了一种普适的方法。     

导航卫星星地双基SAR时频同步误差估计方法

为验证长合成孔径时间下地球同步轨道合成孔径雷达对地成像的机理,采用北斗3号IGSO导航卫星作为照射源,地面静止接收的星地双基构型进行等效性验证。针对导航卫星信号特点和星-地双基合成孔径雷达面临的时间频率同步难题,提出了一种基于回波数据估计导航卫星测距码延迟误差,并进行误差修正的星地双基地合成孔径雷达回波数据时频同步误差估计方法。该方法首先根据导航卫星脉冲重复频率对一维直达波信号和反射波信号进行了二维划分,保留了整个采集信号的完整性,通过直达波信号距离向匹配滤波获得非理想采样环境下正确的峰值位置序列,并利用此峰值位置序列完成直达波信号和反射波信号的时间同步误差补偿以及本地测距码的修正,解决了北斗3号IGSO导航卫星星地双基合成孔径雷达成像过程中存在时间同步后距离脉压信号包络分布与理论推导模型失配的问题;然后利用修正后的本地测距码对直达波信号匹配滤波获得直达波峰值相位矢量;最后利用此峰值相位矢量对反射波信号进行频率误差补偿和成像处理。实测数据的处理结果验证了所提方法的有效性。