基于自注意力机制和CycleGAN的高分三号ScanSAR图像的扇贝效应抑制

高分三号卫星是我国首颗分辨率达到1 m的C波段 多极化合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR) 卫星,其中扫描 式合成孔径雷达(scan synthetic aperture radar,ScanSAR)模式是高分三号卫星重要的工 作模式之一,由于该模式的工作机制导致生成的图像可能发生扇贝效应,一般呈现为明暗相 间的条纹。本文针对高分三号卫星ScanSAR模式下存在的扇贝效应,提出自注意力机制与循 环一致对抗网络(cycle-consistent adversarial networks,CycleGAN)结合的模型对Scan S AR图像进行处理,从而抑制扇贝效应产生的条纹现象。本文所示方法与传统扇贝效应抑制方 法和深度学习相关算法进行比较,并通过亮度均值、平均梯度等指标进行分析。实验结果表 明,本文方法可以对高分三号ScanSAR图像存在的扇贝效应进行较好的处理,有效抑制图像 的条纹现象,使得图像质量得到提升,具有较大的实用意义。     

基于改进Kalman滤波模型的扫描合成孔径雷达图像扇贝效应校正方法

星载扫描合成孔径雷达(ScanSAR)采取Burst工作模式,该模式在获得宽幅测绘能力的同时,也导致图像中产生了固有的扇贝效应,严重影响图像的视觉效果和定量应用。该文结合对ScanSAR图像方位向统计特性的分析,针对现有滤波模型稳定性差和时间复杂度高等缺点,提出了一种改进的Kalman滤波模型,对图像方位向标准差和均值进行滤波以校正扇贝条纹。在高分三号(GF-3)卫星获取的真实ScanSAR图像上的校正结果验证了改进算法的有效性和高效性,此外在建筑群和海陆交界等复杂场景图像上的实验结果表明,改进算法具有较强的鲁棒性。     

扫描SAR成像中SPECAN算法的FPGA实现

为满足扫描成像合成孔径雷达( SAR)系统小型化和低功耗的迫切需求,给出一种频谱分析( SPECAN)算法的现场可编程逻辑门阵列( FPGA)实现,整个成像流程被划分为多个时分的阶段并分配到可复用的运算单元和控制逻辑中,并且提出一种基于FPGA的优化处理结构,将所有的信号处理功能集成在单片FPGA中。在实验与验证部分,通过FPGA处理结果与MATLAB运算结果的对比,以及实际成像试验结果表明了设计正确性和结构的工程实用性,适用于机场跑道、汽车高速公路的检测和定位。     

星载ScanSAR成像处理技术研究

由于天线在不同的子带进行扫描,星载扫描模式不能像条带模式那样,获得连续的方位向相位历史,利用条带模式高精度处理算法（如距离一多普勒算法）处理ScanSAR数据,通过在脉冲扫描间隔中填零,把扫描数据看成中间填零的相干脉冲串序列,等效成条带SAR数据,利用条带模式的处理算法进行成像。针对填零后的数据,数据量大,可以采用基于通用图形处理单元的并行处理技术,加快处理速度。对填零处理形成的栅瓣调制,通过滤波进行消除。这样处理的图像和条带模式的图像具有相同的辐射和几何分布特性,有效抑制扇贝效应带来的影响。对实测星栽ScansAR数据进行成像处理,试验结果表明该方法的有效性。     

A new algorithm for scansar processing

In this paper, a new phase preserving algorithm-the short IFFT algorithm for the burst-mode ScanSAR processing is presented. Analysis and simulation are done to verify the phase accuracy of this algorithm. Finally, the phase accuracy of this algorithm by making interferogram with simulated burst-mode INSAR data is illustrated. The results show that this new algorithm works well for interferometric application of ScanSAR data.     

Performance improvement in multi-ship imaging for ScanSAR based on sparse representation

There is always a compromise between unambiguous wide-swath imaging and high cross-range resolution owing to the constraint of minimum antenna area for conventional single-channel spaceborne synthetic aperture radar(SAR)imaging.To overcome the inherent systemic limitation,multi-channel SAR imaging has been developed.Nevertheless,this still suffers from various problems such as high system complexity.To simplify the system structure,a novel algorithm for high resolution multi-ship ScanSAR imaging based on sparse representation is proposed in this paper,where the SAR imaging model is established via maximum a posterior estimation by utilizing the sparsity prior of multi-ship targets.In the scheme,a wide swath is generated in the ScanSAR mode by continuously switching the radar footprint between subswaths.Meanwhile,high crossrange resolution is realized from sparse subapertures by exploiting the sparsity feature of multi-ship imaging.In particular,the SAR observation operator is constructed approximately as the inverse of conventional SAR imaging and then high resolution SAR imaging including range cell migration compensation is achieved by solving the optimization.Compared with multi-channel SAR imaging,the system complexity is effectively reduced in the ScanSAR mode.In addition,enhancement of the cross-range resolution is realized by incorporating the sparsity prior with sparse subapertures.As a result,the amount of data is effectively reduced.Experiments based on measured data have been carried out to confirm the effectiveness and validity of the proposed algorithm.     

地形因素对ScanSAR辐射特性的影响

地形对精确的ScanSAR辐射定标来说是个不容忽视的因素。目前，有关地形因素对条带模式SAR辐射特性的影响已做过大量研究，文中针对ScanSAR模式的特点，研究地形对ScanSAR辐射特性的影响，包括地形对散射面积效应的影响以及地形对scalloping效应和波束边界现象的影响，并对其进行了定量分析。     

扫描SAR中有关模糊度研究和仿真

主要对ScanSAR测绘带的设计、各子测绘带的驻留时间分配和多普勒带宽进行了研究，并根据卫星和雷达参数给出了波位设计和模糊度计算结果。仿真结果表明，各波位的模糊度满足总体要求。     

星载ScanSAR工作模式研究与设计

该文系统地阐述了星载ScanSAR系统的基本工作原理,由ScanSAR系统的空间几何模型,确定了ScanSAR系统各子条带的空间位置,研究了ScanSAR系统的方位分辨率问题,确定了ScanSAR系统工作的时间关系,各子条带的脉冲重复频率的选择及每个burst的样本数,为系统设计提供了依据。重点研究了 ScanSAR系统的信噪比及距离模糊问题,提出了一种新的 ScanSAR系统特有的模糊概念ARASR,并提出新的分析方法,对其影响做了定量的计算,最后对 ScanSAR系统的数据下载格式提出了建议。     

ECS结合Modified SPECAN在ScanSAR精确成像中的应用

在分析SPECAN成像处理算法基础上,应用ECS算法进行ScanSAR距离向处理,ModifiedSPECAN算法进行方位向处理,完成ScanSAR精确成像处理。给出了对Burst图像内和子测绘带间Burst图像方位向像素间隔归一化方法,通过计算沿距离向的方位尺度变换因子实现整个测绘带方位向像素间隔的归一化。最后通过对点目标计算机成像仿真,验证了算法的有效性。