星载SAR非沿迹成像新模式:机遇与挑战

星载合成孔径雷达(SAR)通过采用不同成像模式,实现分辨率与成像带宽度的不同性能组合。常规星载SAR模式的成像带沿着卫星航迹方向,走向单一;但实际目标场景的地理走向多种多样,与沿卫星航迹方向的成像带地理走向不匹配的情况普遍出现,导致数采周期长或方位分辨低、存储与计算资源浪费。星载SAR非沿迹成像模式是解决该问题的新思路,其通过生成与卫星航迹不同向的直线型或曲线型的成像带,匹配于目标场景的实际地理走向,对目标场景进行“地理定制化”成像。该文主要从信息获取、成像处理等方面,讨论了星载SAR非沿迹成像新模式的主要机遇与挑战,并通过计算机仿真实现了星载SAR非沿迹成像模式的原理性验证。      

未来星载SAR技术发展趋势

星载合成孔径雷达(SAR)以卫星等空间飞行器为运动平台,具有全天时、全天候、全球观测能力,已成为一种不可或缺的对地观测手段。当前,我国星载SAR已实现分辨率从米级到亚米级、系统体制从正侧视条带向方位扫描聚束、从单通道向多通道、极化方式从单一极化到全极化的技术跨越。随着技术的不断进步,未来星载SAR将在体制、概念、技术、模式等方面取得突破,包括高分辨率宽幅成像、多基地、轻小型化、智能化等,从而不断拓展星载SAR的观测维度,实现多维度信息获取。该文将围绕星载SAR的技术发展趋势展开论述。      

轻小型星载SAR系统发展探讨

星载SAR系统应用领域不断扩展,应用需求也越来越多样化,研制满足特定应用需求的低成本轻小型SAR系统成为星载SAR系统发展热点。文中在介绍星载SAR发展现状和代表性轻小型SAR的基础上,针对轻小型SAR系统发展的几个方面进行探讨:均衡化设计发展策略、满足特定需求的低复杂度载荷、模块化快速响应系统以及星座和编队发展趋势、多体制并行技术路线等。结合典型轻小型SAR系统,在探讨发展的同时比较了不同体制轻小型SAR系统的技术途径、技术特点和应用方向。     

星载简缩极化SAR船舶目标检测技术研究

作为一种新兴的星载极化SAR系统,星载简缩极化（Compact Polarimetric）SAR能同时获取目标较丰富的极化信息和实现大幅宽观测,在海洋观测领域具有先天的优势。该文针对星载简缩极化SAR海上船舶目标检测应用,首先简要介绍了星载简缩极化SAR系统基本模式及发展,其次综述了典型的星载简缩极化SAR信息处理方法,在此基础上,重点分析比较了目前常用的星载简缩极化SAR船舶目标检测方法的特点,然后给出了作者研究小组在星载简缩极化SAR船舶目标检测方面的部分研究结果,最后分析展望了进一步研究方向。      

多方位角观测星载SAR技术研究

该文针对多方位角观测星载SAR新技术进行综述。首先分析了当前国内外SAR卫星发展现状和趋势，并从多个角度对比综述了其对地观测的能力。在此基础上，结合当前应用需求对多方位角观测星载SAR工作新模式进行了综述，解析其工作机理，并结合试验结果总结分析了多方位角观测星载SAR在目标散射信息、几何信息和运动信息获取方面的优势。最后，对多方位角观测星载SAR技术的发展进行了总结和展望。      

基于星载SAR与AIS信息融合的海洋监视综述

首先,综述了星载合成孔径雷达(SAR)、自动识别系统(AIS)及基于二者信息融合的海洋监视技术的研究现状;然后,在分析星载SAR与AIS数据特性的基础上,建立了适于二者信息融合处理的特征层融合模型,并深入分析了星载SAR与AIS信息融合的主要关键技术——多目标数据关联技术,在对传统基于位置特征的多目标数据关联方法研究的基础上,提出了基于多特征信息融合的多目标数据关联方法;最后,指出了需要进一步研究的重点问题。     

星载SAR天线方向图在轨测量技术发展现状与趋势

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)天线方向图不确定性是影响SAR 辐射精度的主要误差源,天线方向图在轨测量技术是星载SAR 定标的关键技术之一。该文综述了星载SAR 天线方向图在轨测量技术发展历程,分析了技术发展趋势,并对现有的在轨测量技术进行了分析比较,将为星载SAR 天线方向图在轨测试方案的设计提供重要参考。      

基于GAE的专业服务网信息获取技术研究

传统的专业信息服务网的信息获取技术在信息获取过程中,存在大量的冗余信息,使得用户很难快速找到自己真正感兴趣的内容.因此,需要研究一种新的、有效的信息获取方式.本文建立了一个基于GAE面向本体语义的专业信息服务网信息自主更新系统,用于从相关的网站上及时、准确地获取所需的各种相关信息,已在独立开发的省情网和农民工信息服务网上进行实验性应用.实验结果表明,该系统信息获取的召回率和准确率都高于其他信息获取技术.     

星载InSAR技术在地质灾害监测领域的应用

近年来,星载InSAR技术在地质灾害监测领域显示出越来越大的应用潜力。该文首先介绍了InSAR形变监测的原理;然后系统性回顾了InSAR技术的发展,分析了差分InSAR、时序InSAR等方法的技术特点和适用范围;进而从地质灾害监测应用的角度分析了InSAR技术在地震、滑坡、水利工程、地面沉降等领域的应用现状和发展趋势;最后总结了当前地灾监测应用中InSAR技术在大气效应校正、复杂地区形变信息获取、多维形变信息获取中的关键问题,以期服务于地质灾害动态监测与防治工作。从当前InSAR技术在地质灾害监测的应用来看,该技术正处在广泛的业务应用阶段,随着未来星载SAR卫星系统的发展和行业的驱动,必将发展成为一项成熟的高精度对地观测技术,对地质灾害监测产生巨大的影响。      

空间信息对抗综述

空间信息对抗是信息对抗的一个新的领域。首先阐述了空间信息对抗的概念,然后着重从空间信息获取、空间信息攻击和空间信息防御三个方面对空间信息对抗的理论体系和技术发展进行了综述,并展望了空间信息对抗的发展趋势,以期对我军空间信息对抗的发展有所裨益。     

星载SAR 成像处理算法综述

该文首先回顾了欧美等国家星载SAR 卫星技术的发展历程及发展趋势,介绍了各国在轨卫星及未来卫星发射计划等相关情况,在此基础上对星载合成孔径雷达卫星成像处理算法进行了总结和分析。论文具体分析了各主要成像算法的优缺点并指出其适用范围和应用现状,进而阐述了星载合成孔径雷达成像处理算法的发展趋势,重点介绍了基于压缩感知理论和基于新模式的成像处理算法,并给出了仿真结果。      

多方位角多基线星载SAR三维成像方法研究

传统星载合成孔径雷达(Sythetic Aperture Radar, SAR)采用多基线的方式可获取目标区域的3维图像,解决了SAR 2维图像中的叠掩问题,但仍存在因遮挡导致的信息获取不足的问题。为此,该文首次提出了多方位角多基线星载SAR 3维成像方法,其不仅解决了叠掩问题,还通过融合不同方位角下获取的3维点云减少了遮挡区域,提升了星载SAR信息获取能力。文中首先建立多方位角多基线星载SAR空间观测模型,并通过推导论证斜视多基线观测和正侧视多基线观测具有相同的数学信号模型,为直接将正侧视时的3维成像方法应用于斜视时的3维处理提供理论支撑;在此基础上,给出多方位角多基线星载SAR 3维成像方法及处理流程,其包括SAR斜视3维处理和多方位角3维点云融合两个步骤;最后,通过方位角45°下的点阵目标实验验证SAR斜视3维处理方法的有效性,并利用方位角45°和–45°下的直升机目标仿真验证多方位角3维点云融合方法的有效性。      

星载大斜视聚束SAR变PRI成像技术研究

星载SAR大斜视聚束可以实现高分辨率宽覆盖成像和目标多方位信息获取,但斜视情况下大距离徙动会造成回波数据获取效率下降、波位选择困难等问题。变PRI技术可以跟踪聚束成像过程中目标斜距变化,提高数据获取效率、降低波位选择难度。该文对星载大斜视聚束SAR的变PRI工作机理进行了研究,提出了一种PRI变化序列迭代设计方法和波位选择策略,研究了样条插值和NUFFT两种非周期非均匀采样重建方法,并首次通过机载飞行试验对所提出的变PRI的SAR系统工作体制进行了验证。     

一种改进的星载SAR图像控制点几何校正模型

星载合成孔径雷达(SAR)用电磁波获取地球表面的电子图像。由于是侧视成像,SAR图像固有地含有定位误差,这些误差来源于SAR成像几何、成像模式、散射特性以及图像形成过程。因此,在SAR图像使用中必须考虑这些误差并予以校正。利用先验控制点信息可提高星载SAR图像定位精确度,校正几何畸变。分析了星载SAR图像定位的系统误差传递规律,通过将误差传递特性相似的系统误差源进行等效合并,提出了一种改进的系统误差校正模型,蒙特卡洛(Monte-Carlo)仿真实验验证了新模型具有更高的系统误差校正精确度。     

星载合成孔径雷达聚束模式方位分辨率研究

从星载合成孔径雷达与机载合成孔径雷达成像几何关系的差异,可以看出经典的聚束模式合成 孔径雷达方位分辨率公式对于星载情况有较大误差。该文给出了适用于星载聚束模式合成孔径雷达的方位向分辨率的计算方法,数据模拟结果验证了方法的难确性。