太赫兹SAR高频振动误差补偿方法

太赫兹合成孔径雷达(SAR)系统或者搭载平台的微小高频振动会导致图像结果产生若干虚假点,严重影响图像质量.针对传统补偿方法对这种高频振动误差补偿存在的局限性,提出一种基于小波滤波的补偿方法.该方法首先对回波信号进行相位提取,然后应用小波滤波方法分离得到高频振动误差,最后对回波信号进行补偿.同时,分析了该方法的距离向空变误差和方位向空变误差,推导出了适用于小波滤波的条件.仿真结果验证了该方法的有效性.     

利用回波数据的高分宽测机载SAR运动误差提取方法

为实现高分辨宽测绘带SAR成像,提出一种基于回波数据的高分辨宽测绘带机载SAR运动误差提取方法,有效弥补了基于惯性测量单元/全球定位系统(INS/GPS)提取的运动误差精度低的问题.首先采用一种基于图像对比度最优的方法对SAR回波数据进行相位误差估计,然后利用加权总体最小二乘(WTLS)基于空变相位误差模型反演运动轨迹误差,最后利用得到的轨迹信息实现空变相位误差的补偿和残余距离徙动校正.实测数据处理结果证明该方法有效,相比传统自聚焦算法具有更高的估计和补偿精度.     

调频连续波(FMCW)聚束式SAR成像研究

针对调频连续波SAR与脉冲式SAR工作体制的不同,从而带来不同的回波表现形式,对基于调频连续波的聚束式SAR回波信号进行建模,分析信号的特征,揭示平台的连续运动在距离向产生一个多普勒频移的特性,从而影响方位聚焦．对于方位频谱混叠的问题,采用方位预滤波处理,通过插值实现采样率的提高,由于预滤波可以实现方位的块压缩,实际中的方位向点数并没有明显增加,最后基于FS算法完成残余聚焦,仿真数据处理结果验证了分析的正确性和算法的有效性．另外,对于平台连续运动引入的多普勒频移,分析了其对成像造成的影响,并给出了相应的补偿方法．     

机载条带SAR图像绝对定位方法研究

在不考虑地形起伏的情况下,基于机载条带合成孔径雷达（SAR）图像的无参考点定位,建立了机载条带SAR图像绝对定位的模型,推导了SAR图像绝对定位的公式体系,并分析了载机的高度、航向角以及载机经纬度误差对SAR图像绝对定位精度的影响．最后,结合实际机载SAR成像相关参数,验证了该绝对定位方法的正确性,并对绝对定位误差进行了分析,给出了一些有用的结论．     

虚假场景SAR欺骗式干扰技术及实时性分析

考虑到敌方合成孔径雷达平台存在运动误差的情况,提出了一种虚假场景合成孔径雷达欺骗式干扰新的实时性方法．该方法通过快速算法首先对虚假场景图像进行图像预生成处理,然后把预生成的虚假图像和干扰机所接收到的合成孔径雷达信号进行卷积,并进行实时信号转发,这样可以有效地模拟合成孔径雷达平台与干扰机之间的瞬时斜距变化,使得虚假场景回波信号包含了合成孔径雷达平台的运动误差,进而使敌方雷达在通过运动补偿和合成孔径雷达成像处理后得到更为逼真的欺骗式虚假场景．在合成孔径雷达成像分析的基础上,提出一种分步处理的虚假场景信号的快速生成方法,保证了虚假场景生成的实时性．仿真和实测数据的处理结果证实了该欺骗式SAR干扰的有效性．     

基于位移相位中心算法的合成孔径声纳运动补偿研究

运动补偿是合成孔径声纳（SAS）成像的关键问题，SAS系统一般利用多接收元回波信号的互相关特性进行运动补偿。在深入分析位移相位中心算法的基础上，给出了一种改进的SAS运动补偿算法。该算法首先修正声信号的实际传播距离与采用等效相位中心近似的传播距离之间的偏差，然后基于时延和相位误差估计运动误差，从而在扩大了算法适用的运动误差范围的同时，提高了运动误差估计的精度。文中给出了计算机仿真结果，从结果可以看出改进算法有效地补偿了运动误差，改善了成像质量。     

机载SAR图像定位精度分析

针对文献[1]提出的机载合成孔径雷达（SAR）子孔径图像实时无参考点定位的距离-多普勒（R-D）定位方法，分析了影响定位精度的误差来源，并对斜距测量误差，高度测量误差和载机速度测量误差对定位精度的影响进行了仿真，得到了有益的结论，外场实验也验证了该方法具有较高的定位精度．     

目标电磁散射特性对高分辨率星载SAR图像仿真影响

建立了考虑目标电磁散射特性时频变化的回波仿真模型,给出了目标电磁散射特性对回波在方位向和距离向的调制效果,并对典型目标进行了回波仿真和成像处理,验证了目标电磁散射特性对高分辨率星载SAR图像仿真的影响,并提出了高分辨率星载SAR图像仿真方法改进的方向。     

一种时域去走动的四阶模型SAR成像方法

针对大斜视SAR回波耦合性强问题,从提高斜距模型近似精度和距离徙动校正精度两方面对SAR成像进行了研究,推导了一种四阶SAR成像算法模型。首先为了提高模型近似度,将斜距展开到四次项,然后为了将距离向和方位向进行初步解耦,在时域进行走动补偿,通过级数反演法将信号转到二维频域进行距离弯曲校正,方位匹配滤波后得到聚焦后的SAR图像。该方法流程简单,便于实时处理。仿真结果表明,该方法具有较强斜视处理能力,取得了较高的成像分辨率。     

运动测量误差对带状SAR成像影响的定量分析

定量分析运动测量误差对成像的影响是实际机载SAR系统设计中的重要问题。本导出了沿方位向及瞄准线同时存在恒定位置误差和恒定速度误差,以及同时存在恒定位置误差、恒定速度误差及恒定加速度两种情况下,SAR回波信号压缩波形主瓣偏移、二次相位误差、三次相位误差及四次相位误差的解析式。对4个点目标得到的方位像仿真结果和利用中解析式计算结果一致,证明了推导的正确性。     

联合误差估计的机载超高分辨率SAR成像

针对机载超高分辨率合成孔径雷达存在运动误差严重影响成像质量的问题,提出一种联合误差估计的超高分辨率成像方法。首先,依据合成孔径雷达成像几何,将惯导投影到斜距平面坐标系,反演出运动误差,通过插值运算完成距离空变粗补偿;接着,为了有效结合运动补偿,采用改进施托克插值的距离徙动算法完成徙动校正;利用子孔径误差相位提取和全孔径拼接的方法,完成运动误差的精估计和补偿;采用图像偏移算法实现残余方位空变误差相位估计和补偿。完成以上徙动校正和运动补偿后,对方位全孔径数据进行匹配滤波,得到超高分辨率合成孔径雷达成像结果。采用所提算法对机载X波段和Ku波段实测数据进行成像,得到二维0.05m超高分辨率成像结果,验证了该方法的有效性和实用性。     

Motion compensation approach for wide-swath missile-borne SAR imagery

In wide-swath missile-borne synthetic aperture radar (SAR) imaging, the range-variant residual phase modulation, which is introduced by the presence of trajectory deviations, will seriously degrade the focusing quality of the final image. To deal with this problem, a motion compensation approach for missile-borne SAR is proposed. In the approach, the signal model of motion error for diving movement is established. Then, according to the inertial navigation system (INS) information, the range-variant residual Doppler rates of the echoes are extracted by using the Doppler rate estimation, on the basis of which the corresponding phase error can be calculated and compensated. Simulation results show that, by using the proposed approach, the influences of the motion error on focusing are greatly reduced with the well focused image obtained.     

一种新的频域带宽合成的斜视高分辨SAR成像方法

针对步进频信号带宽合成存在相位跃变的问题,提出一种新的频域带宽合成方法.由于雷达与目标相对运动是导致合成频谱相位跃变的主要原因,因此,该方法根据雷达与目标相对运动的斜距形式对各个子脉冲引入的相位误差进行补偿.文中采用了改进的步进频数据处理方法,首先对子频带进行脉冲压缩,然后进行带宽合成、二次距离压缩及徙动校正,从而避免了子频带进行徙动校正后对带宽合成的影响.在完成带宽合成后,采用调频变标(Chirp Scaling,CS)算法得到了斜视二维高分辨合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)图像.为了证明该方法的有效性,给出了仿真及实测数据的处理结果.由理论仿真与实测数据的对比分析可知,该方法有效地实现了窄带步进频信号合成宽带信号.     

先验信息辅助的运动模糊星图星点提取方法

星敏感器处于高动态环境时所拍摄的星图会出现运动模糊现象,这将会严重影响星敏感器的星点提取精度.针对上述问题,提出了一种基于先验信息直接对高动态环境下的运动模糊星图进行星点提取的方法.首先,利用惯性导航系统和星敏感器的姿态先验信息预测当前运动模糊星图上的星点粗略坐标,将其作为“种子”点进行局部区域生长而获得运动模糊星图上的星像范围;然后,基于惯性导航系统的角速度输出估算星像运动轨迹长度并利用质心法计算星点坐标,根据星像运动轨迹长度与质心法提取误差之间的关系建立运动模糊星图星点提取误差修正模型;最后,基于上述模型对星点坐标进行修正,得到精度较高的运动模糊星图星点坐标. 仿真结果表明,相比于先对运动模糊星图进行复原再提取星点坐标的方法,本方法不仅能保证高动态环境下星敏感器的星点提取精度和较好的抗噪性能,同时还能大大减少星敏感器对运动模糊星图的处理时间,这有助于保证星敏感器的数据更新率不受高动态环境太大影响.     

沿航向运动补偿的几何形变校正

进行沿航向运动补偿后SAR图像存在几何形变．影响于图像拼接和多波段SAR图像融合．对沿航向运动补偿后的几何形变量进行了推导。提出一种校正沿航向运动补偿后几何形变的方法．该方法利用多普勒调频率的扰动项构造相位补偿函数进行运动补偿。根据多普勒调频率计算目标在理想情况下的位置．以及经过沿航向运动补偿后相对理想情况的位置偏移量，对SAR图像插值完成几何形变校正．采用仿真和实测多波段数据验证该方法的有效性．     

利用SAR图像匹配的弹体定位新方法

在导引头末制导阶段,常采用景象匹配技术修正弹体飞行轨迹的位置偏差,而传统基于多普勒信息的定位方法对误差敏感,无法满足精确制导的需求．针对上述问题,提出一种新的弹体定位方法,通过构建以场景中任意点为北天东坐标系原点的定位几何模型,获取景象匹配后弹载合成孔径雷达图像中多特征点的位置信息;然后以对应的斜距信息构造非线性方程组,运用高斯牛顿-遗传混合算法解算出弹体实际位置,从而准确地对弹道修偏．     

New Realization Method for Airborne SAR Motion Compensation

After analyzing the characteristics of airborne SAR motion deviation in detail, a new realization method for airborne SAR motion compensation based on two-dimensional division processing is described. By combining the division of local tracks in azimuth direction and the division of sub-mapping strips in range direction, the motion deviation will be compensated accurately. Furthermore, both theoretic analysis and simulation result show that by using this method the problems of motion compensation under complex condition with large motion deviation and large mapping strip width can be resolved well.     

快速后向投影合成孔径雷达成像的自聚焦方法简

Time-domain Fast Back-Projection (FBP) is an accurate and efficient solver to generate high-resolution Synthetic Aperture Radar(SAR) images. However, motion errors seriously degrade the performance of the FBP image when the accuracy of the position system does not reach the wavelength level. In this paper, we propose a novel multi-aperture map drift (MAMD) algorithm, which is implemented within the FBP iterations. The autofocus processing is realized by estimating the shift of sub-aperture images and it keeps the high accuracy of the FBP algorithm. Experiments by using real airborne SAR data validate the effectiveness of the proposed algorithm.     

弹载SAR下降段成像算法研究

弹载SAR下降段成像中,弹体较大的下降速度和加速度将导致SAR回波信号的多普勒调频率沿方位向变化,影响方位聚焦.针对该问题,提出了一种利用方位非线性变标(NLCS)的弹载SAR下降段成像算法.该算法在距离徙动校正和距离压缩处理之后,通过引入方位非线性变标操作,补偿变化的多普勒调频率,并校正图像方位畸变,从而改善了方位聚焦深度和聚焦质量.数据仿真结果验证了算法的有效性.