发展中的三难成像合成孔径雷达

第１节简述了二维ＳＡＲ的方位和距离高分辨率的方法。第２节论述了用干涉仪法获得成像单元的相位差以及三维成像的基础干涉条纹图。由相位差值和其他可测知值推导出目标高度。机载ＳＡＲ通常采用双天线,因此它一次飞行即能三维成像,称为单航过法。星载ＳＡＲ采用双天线很困难,已进行过的三维成像均为单天线双航过法。第３节讨论了测高误差。第４节指出了测高中遮挡和重叠的影响。第５节论述了如何造反参数仪相位值不模糊以及差相位值模糊怎样解开相位重叠。第６节说明了机械干涉仪ＳＡＲ理论上虽能得到很好的测高精度,但气流使机身产生俯仰、横滚和偏转,因此必须设法解决气流影响问题。第７节讨论了差分干涉仪有可能对地震和火山喷发等重大灾害作出事前预报。第８节简述了发展趋势。第９节指出了三维成像的机理同样可在声纳上应用。     

基于GPS干涉仪的机载合成孔径雷达平台姿态控制与运动补偿的研究

分析了ＧＰＳ干涉仪用于飞机姿态测量的原理，给出了四天线的机载合成孔径雷达（ＳＡＲ）平台的ＧＰＳ测姿系统，并在此基础上，结合ＳＡＲ平台的姿态控制要求，给出了采用ＧＰＳ／ＩＮＳ组合的方法树ＳＡＲ平台进行实时的姿态控制和运动补偿的方法。     

基于模糊图的相位干涉仪解模糊方法

当基线长度大于半波长时,相位干涉仪测角系统存在相位差测量模糊的问题。针对此问题,首先推导出双基线相位干涉仪测角系统相位差模糊图的表达式,说明了相位差解模糊余量与正确解模糊概率的关系,指出了正确解模糊的限制条件,并提出一种基于相位差模糊图的解模糊方法。仿真分析验证了该方法的有效性。     

平面螺旋天线相位特性研究

本文详细地介绍了机载干涉仪测向系统使用的平面螺旋天线在２－８ＧＨｚ频段人的相位特性的研究结果，还重点介绍了影响天线相位特性的关键部件－平衡器的相位特性和一组天线之间的相对相位差。     

基于参差距离的相位差变化值的解模糊方法研究

利用相位差及其变化率对辐射源进行定位是新近提出的一种快速单基无源定位方法。本文分析了利用相位干涉议得到的相位差变化值的相位模糊特点,提出了一种利用相位干涉仪的接收天线之间的参差距离对相位差变化值进行解模糊的方法,讨论了正确解模糊的条件和范围,并给出了仿真结果。     

旋转目标干涉逆合成孔径三维成像技术

本文根据旋转目标微波成像原理,导出了采用干涉逆合成孔径（ＩＮＩＳＡＲ）处理获取第三维高程信息的旋转目标ＩＮＩＳＡＲ三维成像技术,这种技术通过鉴别由俯爷角微小差异的两副天线分别获取的两幅相位相干的二维图像对应获射中心的相位变化来确定散射中心在竖直维的位置;散射中心的横坐标,纵坐标及幅度由一幅二维图像给出,模拟计算与飞机模型实验测量均得到满意结果。     

一种适于机载前斜视SAR成象处理的Chirp Scaling算法

Ｃｈｉｒｐ Ｓｃａｌｉｎｇ算法是一种高效、高精度的ＳＡＲ成象处理算法，算法解决了在宽天线波束或者天线高斜视角情况下获得高分辨力图象的问题。本文在Ｃｈｉｒｐ Ｓｃａｌｉｎｇ算法的基础上，提出采用新的结构和新的相位函数来接纳机载ＳＡＲ成象处理所需的运动补偿相位，使得Ｃｈｉｒｐ Ｓｃａｌｉｎｇ算法成为机载前斜视ＳＡＲ的一种实用的、高效算法。本文给出了一幅采用该算法处理的德国宇航院（ＤＬＲ）的Ｅ－ＳＡＲ图     

数字化宽带测向系统中的相位差测量及误差分析

干涉仪测向在电子侦察领域中广泛运用。为了进一步提高干涉仪的测向精度,增强对宽带信号的适应能力和扩展系统的工作频率范围,提出了数字化宽带测向系统的整体解决方案,重点讨论数字化宽带信号的相位差测量及误差分析、概率解模糊算法和天线阵列基线设计。这是系列论文的第一篇,给出了数字化宽带测向系统模型,提出了适合各种宽带信号的数字化相位差测量方法,着重推导了相位差测量的数字化方法误差函数和信号相位误差的理论分布密度函数。     

三维成像雷达高度计机载原理样机及机载试验

本文介绍了三维成像雷达高度计的工作原理和系统设计,重点介绍机载样机系统及首次机载飞行试验.机载试验在国内首次获得单轨双天线干涉相位图像.对干涉相位进行算法处理后得到了三维地形图.     

三维合成孔径雷达的原理和实例

简单介绍机载合成孔径雷达用双天线干涉法测高得到三维SAR成像的原理并给出了实例。实例中选用英国Andover飞机在C波段获得的Malvern山的三维立体像和美国NASA／JPL设计的AIRSAR／TOPSAR三波段干涉测高在C波段洲得的玻利维亚Andes山的立体像。文中指出，航天飞机只给出了单天线双航过测高的实例。而干涉法有时套出现相位折叠，必须解开。文中给出了相位解开的参考文献。     

基于高分三号SAR数据的城市建筑高分辨率高维成像

传统合成孔径雷达(SAR)只能获取方位-距离二维图像,无法准确反映目标的三维散射结构信息.层析合成孔径雷达(TomoSAR)是一种多基线干涉测量模式,它将合成孔径原理扩展至高程向,除了可对目标进行二维成像之外,还可以准确恢复目标的高度向散射信息,真正实现三维成像.差分层析合成孔径雷达(D-TomoSAR)将合成孔径原理...     

地形测绘用三天线机载干涉合成孔径雷达

回顾了中国科学院电子学研究所重复飞行机载L—SAR干涉系统和机载X波段双天线干涉SAR系统的研制和试验，阐述了利用收发天线分置结构拓展干涉基线长度的方法。在采用三天线的收发天线分置结构机载干涉SAR的基础上，构建三天线的双基线机载干涉SAR，并就其基线精密动态测量和基线优化设计两个关键技术以及系统性能进行了分析。分析结果表明，利用三天线构成的双基线机载干涉SAR是改进相位展开过程、提高高程测量精度的有效方法。     

基于压缩感知的地基MIMO SAR近场层析成像研究

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)层析技术是一种通过多航迹观测,获取目标高程信息,重建目标三维结构的重要手段。目前,层析SAR成像多应用于星载与机载平台,均以远场假设为基础,即认为雷达与目标间的距离远大于目标几何尺寸,此时多航迹观测雷达对目标的视角变化很小,目标的散射特征变化很小。但是在近场构型下,多航迹观测雷达对目标的视角变化大,目标的散射特征变化大,现有基于远场假设的层析处理方法不再适用。为解决这一问题,本文研究了基于压缩感知的地基多输入多输出(Multiple Input Multiple Output, MIMO)SAR近场层析成像方法,主要包含了以下方法创新:(1)基于孤立强点定标完成通道间幅相误差补偿,提高成像质量;(2)基于散射体结构信息与闪烁强点剔除实现高精度多图配准;(3)利用解斜思想与三维空间几何关系估计高程信息。最后,本研究实现了基于Ku频段MIMO SAR的建筑物三维结构反演。      

基于协方差矩阵特征分解的多通道SAR-GMTI方法及性能分析

该文提出了一种基于协方差矩阵特征分解的多通道运动目标检测和测速定位方法,该方法依据多通道SAR数据协方差矩阵特征分解后小特征值和的幅度变化来检测运动目标。在检测出运动目标后,先利用两幅复图像的干涉相位对目标径向速度进行粗略估计,再通过搜索动目标空域导向矢量的方法对径向速度进行精确估计,克服了干涉相位对杂波和噪声的敏感性。仿真数据和实测数据验证了该方法的有效性。     

直接地理编码与星载干涉SAR测高不确定度的等效性分析

现有的考虑地球曲率影响的INSAR测高模型主要有星载干涉SAR测高模型和直接地理编码两种。星载干涉SAR测高模型首先利用SAR干涉获取非模糊干涉相位,然后根据考虑地球曲率的空间几何关系直接计算地形高度。而直接地理编码模型则是在SAR干涉获取非模糊干涉相位的基础上,利用两个斜距方程和一个多普勒方程给出地面点的3维坐标值。由于两种模型得到地形高程的途径不同,因此很难直接比较这两种模型的地形测高不确定度。该文在采用矩阵形式推导出直接地理编码模型地形高程不确定度显示表达式的基础上,通过引入斜距平面坐标系,定量化地证明了直接地理编码模型的高程测量不确定度公式与考虑地球曲率的SAR干涉测高模型的测高不确定度公式是相同的,从而说明了这两种模型在用于地形高程测量时具有相同的精度。最后采用计算机仿真验证了理论分析的正确性。     

分布式小卫星SAR顺轨基线解耦合分析

地面动目标检测是分布式小卫星SAR研究的热点之一,但是分布式小卫星的空间构形导致混合基线的存在,使得地形变化和地面目标运动引起的相位难以区分以致从地面杂波中发现动目标非常困难。该文利用矢量法分析了基线耦合产生的原因,研究了一种能够实现顺轨基线解耦合的轨道构形,计算和仿真表明该文的方法能够有效地把影响动目标检测的垂直航迹基线引起的相位去除。     

InSAR for estimation of changes in snow water equivalent of drysnow

This paper describes the theoretical relation between interferometric phase and changes in snow water equivalent (SWE) and show results from experiments using ERS-½ tandem data. The main scattering contribution from a dry snow cover is from the snow-ground interface. However, the radar wave will be refracted in the snow. Thus, only small changes in the snow properties between two interferometric synthetic aperture radar (SAR) images will change the interferometric phase. This phase change is shown to introduce a significantly increase in the digital elevation model (DEM) height error, although no effects are observed on the degree of coherence. The phase change is also shown to affect the differential interferometric results and may wrongly be interpreted as range displacement. The presented theory and results implies that light snowfall and/or small changes in snow properties between interferometric SAR (InSAR) image acquisitions, may introduce significant height errors in DEM derived from glaciers, ice sheets, or bare ground, even in the case of high degree of coherence. Thus, meteorological observations in addition to degree of coherence must be considered when generating DEM in areas covered with snow or where snow fall is likely to have occurred     

基于阴影的SAR图像车辆目标三维特征提取

目标长、宽、高三维几何特征,对SAR图像解译与目标识别等具有重要意义。从SAR成像几何出发,根据SAR观测俯仰角、目标及阴影之间的几何关系,研究提出了基于两维高分辨SAR图像阴影信息的车辆目标三维几何特征提取方法。该方法既可由某一方位角的单幅SAR图像提取目标三维几何特征,也可通过任意有限(3～5)个方位角SAR图像的融合提取目标三维几何特征,而且融合还可有效提高目标三维几何特征的提取精度。通过大量MSTAR实测SAR图像数据的实验结果,验证了其有效性。     

MIMO雷达三维干涉诊断成像方法

2维合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)和逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar, ISAR)成像是目标散射机理高分辨率分析和散射诊断测量的重要手段,现有被广泛采用的技术主要包括转台ISAR和导轨SAR成像技术。相比于传统的2维成像,3维成像可以提供目标局部散射中心在空间的3维位置和散射强度信息。因此,探索新的、可工程化实现与应用的目标3维成像技术是一项极具吸引力的工作。该文提出一种基于多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)阵列技术的3维干涉成像方法。首先,设计并试验了一种具有高孔径利用率和通过虚拟孔径实现干涉成像功能的MIMO阵列;其次,分析了MIMO阵列合成的两组虚拟孔径所成两幅2维雷达像的干涉相位与目标散射中心高度之间的关系,发展了MIMO雷达3维干涉成像算法;最后,通过数值仿真和原理样机实验验证了所提方法在目标散射机理分析和诊断测量应用中的可行性和有效性。      

一种单星方位多通道高分辨率宽测绘带SAR系统通道相位偏差时域估计新方法

方位多通道合成孔径雷达(SAR)可有效抑制多普勒模糊以实现高分辨率宽测绘带(High-Resolution Wide-Swath, HRWS)成像。通道间的幅相误差以及位置测量误差都将影响多普勒模糊抑制性能。通过分析单星方位多通道SAR系统的通道相位误差特性,该文提出一种基于回波数据的通道相位误差时域估计方法。该方法首先利用相邻通道间的回波数据进行干涉处理,其干涉相位包含回波多普勒中心信息以及相邻通道间的相位偏差信息。然后利用循环相消方法消除通道间相位偏差的影响,提取出原始回波的多普勒中心。最后,通过对去除多普勒中心分量后的通道间干涉相位进行积分,即可得到各通道相对于参考通道的相位误差。该文方法不仅可以有效地估计通道间的相对相位偏差,还可对原始回波的多普勒中心进行有效地估计。仿真实验验证了该文算法的有效性。