基于空间几何模型的星载SAR图像几何定位方法

星载SAR几何定位可以通过求解由三个约束条件组成的方程组来实现,但需要迭代运算.针对这一问题,将多普勒信息约束条件转化为卫星与目标之间的斜视几何关系,结合斜距方程和地球方程两个约束条件,建立了星载SAR空间几何模型.通过该模型实现了星载SAR图像像素的几何定位,并通过仿真数据对该方法进行了验证,同时对定位精度进行了仿真分析.     

基于旋转地球模型的星载双基地雷达杂波仿真

针对星载双基地雷达系统,研究了基于旋转地球模型的杂波仿真方法。综合考虑平台运动以及地球自转效应,推导得到了该模型下地面杂波单元的多普勒频率表达式。根据系统分辨率特点,建立了基于单基地散射单元划分的星载双基地雷达杂波仿真模型。给出了仿真的具体流程,包括散射单元的划分、主辅星及天线之间的坐标转换、相关K分布随机序列的生成以及散射单元参数的确定。仿真结果及分析验证了本方法的有效性。     

基于dSPACE的星载计算机外部实时仿真环境实现

为测试星载计算机软硬件实时性能，本文基于dSPACE多处理器设计了由模拟星载计算机和星载计算机外部实时仿真环境两子系统构成的卫星姿态控制实时仿真系统。介绍了该系统硬件和Simulink模型总体结构。重点介绍了两子系统间的串口通信接口模型的建模方法。仿真结果证明了星载计算机外部实时仿真环境子系统的可信性和串口通信接口模型的有效性。     

小卫星星载电子系统协同仿真技术研究

以小卫星电子系统的仿真为研究对象,针对传统单一环境下电子系统仿真存在的局限性,对星载电子系统与整星系统的协同仿真进行了研究.对星载电子系统协同仿真的原理进行了分析,并对星载电子系统协同仿真存在的关键性问题进行了研究,同时对电子系统协同仿真的几种实现方式进行了探讨提出了基于Matlab/Simulink与Modelsim的协同仿真解决方案.以小卫星大角度机动PID控制为背景,进行了协同仿真,验证了电子系统协同方针的可行性与实用性.该协同仿真的方法为现代小卫星的电子系统的快速设计与准确验证提供了一种新的解决思路.     

星载ATP平台的建模与仿真

采用了分析力学中的拉格朗日方程对星载ATP平台进行了动力学分析,推导出了较准确的运动方程,并说明了为什么U型转台比T型、L型转台具有更高的精度和结构稳定性.利用无刷直流电机的方程式,给出了星载ATP平台系统的非线性数学模型,并利用MATLAB进行了数学仿真,通过实验进行了验证,此模型可作为设计和调试星载ATP平台控制器的基础.     

星载干涉SAR阴影及叠掩区域相位重构方法

针对星载干涉合成孔径雷达(interferometric synthetic aperture radar, InSAR)定位过程中的问题,分析了星载InSAR阴影区域干涉相位图的相位特点,结论为在距离向上阴影区域两个临界端点处的相位差很小。在该结论的基础上给出了阴影区域的相位重构方法,该方法有效解决了阴影区域相位在解缠时不能传递正确的缠绕周期。建立了InSAR叠掩区域相位模型,推导了叠掩区域的相位特性,并针对该特性给出了叠掩区域的相位重构方法。仿真结果表明了阴影和叠掩区域相位重构方法的有效性和实用性。     

星载雷达对弹道目标跟踪模式的选择

针对星载雷达对弹道目标跟踪模式的选择问题,在建立星载雷达对空间轨道目标跟踪所需坐标系的基础上,给出了先转换后绝对运动状态跟踪和先相对运动状态跟踪后转换两种跟踪模式,分析了两种模式的测量误差传递特性以及状态模型建立的难易程度。最后对两种模式的跟踪精度进行了仿真实验,仿真结果表明,相比于前一种模式,后一种模式的跟踪性能获得了明显的改善。研究结果能为星载雷达对弹道目标跟踪模式的选择提供设计依据。     

星载微波辐射计输入信号的仿真

星载微波辐射计的天线提供的是宽带噪声功率信号。为了对微波辐射计进行星载条件下的仿真研究,本文采用伪随机信号来仿真微波辐射计的输入信号。所仿真的输入微波辐射计仿真模型与实际噪声信号输入到实际微波辐射计系统的对比结果表明了其良好的线性度,目标辐射信号的特征可用适当分布的随机噪声的数字特征表现,能用于进一步的仿真研究。     

星载GPS低轨卫星跟踪数据的建模与仿真

在研究星载GPS低轨卫星系统的基础上，建立了星载GPS低轨卫星跟踪数据的仿真模型，编制了相应的计算机程序。仿真模型包括卫星参数模型、动力学模型和观测误差模型。仿真计算表明，卫星参数模型和动力学模型真实地反映了卫星的运动规律；误差模型反映了观测环境对信号的传播影响。同时可以调节和选择仿真模型的参数，仿真采用不同高度、具有不同星体参数的低轨卫星和具有不同误差大小的跟踪数据，这对于论证星载GPS定轨方案、评价定轨算法、设计GPS接收机等有一定的实用价值。     

基于分数阶傅里叶变换的星载SAR信号参数实时估计

针对星载合成孔径雷达（synthetic aperture radar, SAR）信号参数估计问题,提出了一种基于分数阶傅里叶变换的实时估计方法。首先,介绍了分数阶傅里叶变换的定义和chirp信号参数的估计原理。其次,在介绍星载SAR运行特点的基础上,针对单脉冲和脉冲串这两种情况进行了相应参数的实时估计：通过对接收到的星载SAR单脉冲信号进行分数阶傅里叶变换,可以估计出星载SAR的载频和调频率;通过对接收到的星载SAR信号的脉冲串进行分数阶傅里叶变换,可以估计出方位调频率。仿真和实验证明这种方法是可行的。     

基于SAR仿真图像的地面车辆非同源目标识别

充分的合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)模板数据是目标识别算法(尤其是基于深度学习的智能目标识别算法)获得优异识别性能的关键, 基于实际测量获取充分SAR数据是不现实的, 基于电磁散射建模的SAR仿真成为当前获取充分样本的一种有效途径。SAR仿真图像与实测图像为非同源数据, 由于SAR仿真的目标几何模型与实物之间差异、SAR仿真过程中的传感器模型与实际传感器性能之间差异、实物所处的背景环境与SAR仿真的环境之间差异、电磁建模方法本身误差等因素导致SAR仿真图像与实测图像存在差异, 会影响识别性能。针对这一问题, 首先采用一种基于高频渐近技术和离散射线追踪技术的SAR仿真方法获取地面车辆目标的SAR仿真图像, 再利用卷积神经网络方法、线性/非线性特征变换方法实现对MSTAR实测数据的非同源SAR目标识别性能对比分析。实验结果表明, 直接使用SAR仿真数据无法实现对实测SAR数据有效识别, 而线性/非线性特征变换可以改善非同源SAR目标识别性能, 一定程度上缓解由于SAR仿真数据与实测数据存在差异导致的识别性能差的问题。     

合成孔径雷达成像三维地形目标模拟方法

分析讨论了一种合成孔径雷达成像三维地物目标模拟的方法。阐述了复杂三维地物目标模型的建立方法，分析了回波信号的结构并且讨论了成像仿真参数。最后完成了对三维复杂地物目标的成像仿真实验，得到了较为理想的结果。     

面向变化检测的SAR图像超像素协同分割算法

针对面向对象的合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)图像变化检测中存在的多时相图像边界和空间对应关系不一致的问题,提出了一种面向变化检测的SAR图像超像素协同分割算法。首先,分别计算两幅不同时相SAR图像中两个像素点之间的强度相似度,并进行加权组合得到新的像素强度相似度。其次,对两幅不同时相的SAR图像及其对数比值图分别进行边缘提取,以同一像素位置的最大边缘值构造二值边缘图。最后,以融合了像素强度、空间距离和边缘信息的相似度代替CIELAB彩色空间相似度,利用改进简单线性迭代聚类算法对多时相SAR图像进行超像素分割,得到边界准确、空间对应的协同分割结果。基于一组仿真和一组实测多时相SAR图像的协同分割实验结果表明,该方法的边缘贴合率、欠分割误差和可达分割准确率均优于其他4种经典方法。     

建筑物的SAR回波信号模拟方法

我们根据电磁散射原理建立了仿真模型并提出了一种对于建筑物场景的SAR原始回波模拟方法。分析了构成建筑物的物理模型和对建筑物电磁模型起贡献的一次、二次、三次散射的作用。最后建立了本次仿真的模拟参数,对所提出的模拟方法进行了模拟试验取得了较为满意的成果。     

自然场景的SAR图像模拟

自然场景高低起伏变换的不确定性和各种介质随机分布的特点,是实现合成孔径雷达图像快速模拟的难点问题。提出一种合成孔径雷达图像模拟的方法,根据一处真实自然地表的DEM数据构造出整个仿真场景模型,利用一种统计经验公式计算得到场景中各介质的RCS值。建立了合成孔径雷达回波信号的表达式,在此基础之上完成了对场景的合成孔径雷达图像模拟,得到了较为理想的结果。     

一种舰船目标SAR回波的快速仿真方法

为满足合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)在海洋遥感的应用需求,提出一种舰船目标SAR成像的快速仿真方法。对成像场景中重点关注的目标进行精确电磁建模,并利用"四路径"模型计算目标与海面的复合散射回波,对海面背景采用散射面元法计算回波;将舰船复合散射回波与海面回波进行合成得到总的SAR回波,利用聚束SAR成像处理方法获得SAR图像。结果表明:该算法避免了对整个成像区域进行复杂的电磁仿真,能够有效降低对海面大场景的电磁计算效率。由于在目标区域采用高频电磁算法,保留了目标的电磁散射的精细结构,为精确模拟SAR回波提供了一种准确而高效的仿真算法。     

弹载侧视SAR成像及几何校正研究

针对装载在导弹上的侧视合成孔径雷达(SAR)在导弹下降飞行过程中成像处理及图像的几何校正问题,根据导弹所要求的合成孔径雷达成像期间内的飞行特点,建立了SAR工作的空间几何模型。由于要求成像的过程中,弹体的高度在不断减小,SAR图像存在严重的几何失真。根据成像过程中的几何关系,提出了校正SAR图像几何失真的方法,通过成像处理仿真试验验证了所提出的几何失真校正方法的有效性。     

SAR多普勒移频间歇采样转发干扰方法

针对波形捷变合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)提出一种新的干扰方法:多普勒移频间歇采样转发干扰。首先依据调频斜率捷变SAR信号方位向时延和多普勒移频的耦合特性,提出SAR多普勒移频干扰方法,在此基础上,为产生方位向位置精确可控的多假目标,结合方位向间歇采样转发干扰技术,研究了SAR多普勒移频间歇采样转发干扰机理,并对干扰效果及影响因素进行了详细分析。为同时形成距离向超前和滞后的假目标,建立了干扰应用模型,给出了各阶假目标能量补偿系数及多组假目标产生方法,可同时满足重点目标和重要区域的防护需求。理论分析和仿真实验证明了干扰方法的可行性、有效性。     

三天线机载SAR动目标轨迹检测

在军事应用场合中,SAR除了能获得高分辨率图像外,还具有对地面运动目标进行探测、跟踪和定位的能力。结合试验用SAR/MTI雷达的具体情况,对采集的数据运用通道校正和均衡处理等技术,并在图像域进行杂波抑制干涉处理来提高系统的杂波对消能力。通过计算机仿真和三孔径SAR/MTI实测数据的处理,证明该处理方法能有效地从地杂波中检测出地面慢速运动目标的运动轨迹。     

SAR原始信号的快速仿真

合成孔径雷达(Syntheticapertureradar,SAR)原始信号仿真对于SAR系统调试,SAR信号处理算法的研究具有重要意义。基于SAR原始回波信号的特点,研究了SAR原始信号的快速仿真问题。对于SAR发射线性调频信号的情况,证明了模拟SAR接收过程的正向法和借鉴SAR成像处理逆过程的逆向法两者之间的统一性。提出了香农插值的快速实现方法。仿真实例表明,所提方法在保证仿真逼真度的前提下,具有较高的计算效率。