高分辨星载SAR改进ChirpScaling成像算法

本文提出了一种用于星载合成孔径雷达(SAR)的改进Chirp Scaling成像处理算法.本文分析了三种星载SAR距离模型,根据误差最小的斜视等效距离模型,推导了改进Chirp Scaling算法,给出了实现步骤.该算法适用于大距离徙动高分辨率星载SAR精确成像.并且基于改进的Chirp Scaling算法,分析了多普勒参数误差对成像质量的影响.最后通过计算机仿真,验证了算法的有效性.     

高分辨率星载聚束式SAR的 Deramp Chirp Scaling成像算法

基于两步处理算法和Chirp Scaling算法,提出一种适用于高分辨星载聚束式合成孔径雷达(SAR)的Deramp Chirp Scaling(DCS)算法.该算法结合了谱分析(SPECAN)算法和Chirp Scaling算法的优点,算法先采用具有固定多普勒调频率的deramp处理实现方位的粗聚焦,消除了星载聚束式SAR特有的方位频谱混迭现象,然后应用Chirp Scaling原理实现距离的精确聚焦,并补偿deramp处理引起的方位相位误差,实现方位精聚焦.基于斜视等效距离模型,该模型更好地拟合了星载聚束式SAR的空间几何关系,推导了DCS算法,给出了实现步骤,整个算法无需任何插值操作,只需复乘和FFT即可完成.该算法适用于宽测绘带高分辨率星载聚束式SAR的精确成像处理.最后,通过计算机仿真,验证了算法的有效性.     

大斜视角与大波束角SAR成像比较

大斜视角与大波束角SAR(Synthetic Aperture Radar)成像中都要处理强耦合的回波信号,获得聚焦性能良好的图像更加困难.本文利用SAR回波的二维频谱表达式,比较了在两种SAR成像中耦合项的来源和耦合程度,通过分析非线性Chirp Scaling算法中的解耦合方法,得出了残余耦合与成像测绘带宽、目标最远距离的关系,并利用这两个指标评价了非线性Chirp Scaling算法应用于大斜视角和大波束角SAR成像的差异.     

Chirp Scaling成像算法应用研究

首先对Chirp Scaling算法产生相位误差的原因进行了分析推导，对雷达有效作用距离、相干积累角和信号相对带宽这三个导致相位误差的因素及它们对成像质量的影响分别进行了分析，指出只有在较小的雷达作用距离以及较小的信号带宽和较小的方位向处理角的条件下，才能用Chirp Scaling算法对合成孔径雷达进行有效的成像，最后通过计算机仿真验证了结论的有效性。     

Chirp Scaling算法中的相位补偿因子研究

该文从SAR回波的二维频谱表达式入手,研究了适合高波段SAR的CS(Chirp Scaling)类算法和一种适合超宽带(Ultra Wideband,UWB)SAR成像的非线性CS算法,通过对算法推导中的近似性分析,重新刻画了SAR成像,即SAR成像是利用回波频谱特性构造频域或时域相位补偿因子的过程,尤其是对UWB SAR回波,相位补偿因子的精确性直接影响着目标聚焦性能。仿真实验表明,补偿三阶以上二维相位耦合的非线性CS算法能够在一定的测绘带内满足UWB SAR点目标的理想聚焦;同时,该算法在UWB SAR实测数据处理中也已得到成功应用。     

斜视模式下Chirp Scaling成像算法

给出基于斜视距离模型的改进Chirp Scaling算法,该算法适用于大斜视角精确SAR成像,仿真证明该算法有效.     

一种特殊构型的双站SAR的CS实现

针对发射机位于地球同步卫星的双站SAR这种新型成像雷达体制,建立了信号的回波模型,并推导了在这一模型下的Chirp Scaling算法实现.通过大场景点阵目标的仿真证明,该算法处理速度快,无需插值即可实现对SAR原始数据的二维匹配滤波操作进而实现良好的SAR图像效果,可适用于高精度发射机位于同步卫星的双站SAR的成像处理.     

直升机载ROSAR运动补偿及成像算法

针对传统旋转式合成孔径雷达(ROSAR)成像算法在直升机平台运动下难以实现有效的聚焦成像问题,提出一种融合直升机平台运动补偿的改进Chirp Scaling算法。首先建立了存在平台运动时直升机载ROSAR成像的几何模型,在此基础上,分析了平台运动引起的目标斜距误差随目标位置的变化关系,得到了平台运动引入的斜距误差的空变特性,并给出误差补偿方法。然后分析了雷达相位中心等效速度随目标斜距变化对成像质量的影响,并把其影响补偿融入到Chirp Scaling算法的距离徙动空变性校正和方位压缩中。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

CS算法结合COAA算法提高机载合成孔径雷达成像质量

该文将对比度最优自聚焦算法(COAA)与基本Chirp Scaling算法(CSA)相结合,对CS算法方位处理过程做适当变化,把COAA算法融入其中,一方面进行精确的无插值距离徙动校正,一方面进行准确的二次相位误差估计和校正,从而提高机载合成孔径雷达的成像质量。通过对COAA算法采用变步长迭代提高二次相位误差估计的精度和速度,增强算法的实用性。文中给出两种算法相结合进行雷达数据成像处理的流程图,并用条带正侧视SAR模式实际雷达数据验证研究结果的有效性。     

基于GPS的双基地SAR大斜视角成像算法研究

建立了基于GPS的顺轨SAR系统模型,通过将GPS信号等效为Chirp信号,研究了在该模式下的大斜视角Chirp Scaling算法.在正侧视或小斜视情况下,CS算法具有较好的聚焦性能和广泛的适用性,但在斜视角较大的情况下,该算法将散焦而不能成像,因而提出了用等效的单基地距离模型来代替双基地距离历史的方法,解决了大斜视角情况下距离模型二阶近似误差较大的问题,并结合单基地非线性CS算法,实现了在大斜视角情况下的基于GPS反射信号的双基地SAR高精度成像,最后通过Matlab仿真进行了验证.     

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     

适于大斜视角的星载双基地SAR波数域成像算法

本文提出一种星载双基地SAR(Synthetic Aperture Radar)等效平行轨迹距离模型,计算表明该模型误差远远小于直接基于多普勒参数的二阶距离模型.基于该距离模型提出一种星载双基地SAR波数域成像算法,能在大斜视角、高分辨率情况下精确成像.最后对仿真点目标双基地回波进行成像处理,结果与基于二阶距离模型的成像算法相比较,证明了本文等效距离模型和成像算法的优越性.     

基于运动补偿的弹载前斜视SAR成像算法

曲线轨迹下的弹载合成孔径雷达(SAR)前视成像算法校正了方位时不变运动误差,忽略了时变运动误差,造成成像质量下降。针对这一问题,该文提出一种基于运动补偿的前斜视成像算法。首先将加速度分解成前向加速度和径向加速度,然后将径向加速度分解为成像平面内的加速度和垂直于成像平面的加速度,经过分析可知,对成像质量起决定作用的是成像平面内的加速度,该文通过矢量方法将其补偿。此外,对于加速度带来的较大的距离徙动,通过级数反演法求出信号的2维频谱,然后结合非线性频调变标(NCS)算法进行校正,取得了良好的效果。最后通过仿真实验证明了所提算法的有效性。     

星载SAR数据成像的并行和实时处理研究曙光机的应用实例

星载合成孔径雷达成像数据量大,实时性要求高。该文阐述在曙光2000-Ⅱ型巨型并行计算机上完成星载合成孔径雷达CS算法的并行处理。并利用该并行机完成了对CS算法的实时成像系统并行化结构的系统仿真。实验结果表明该文提出的并行算法可在曙光2000-Ⅱ型巨型并行计算机上获得很好的效果。     

Chirp Scaling SAR成象算法及其实现

本文完善了Chirp Scaling(CS)SAR成象算法的数学模型,获得了雷达点目标二维频域的精确解析式,并进一步得到该算法存在的残余相差。通过分析CS算法的特点,提出实现该算法的一种硬件结构。     

机载高波段SAR大斜视角大场景成像算法研究

该文基于合成孔径雷达(SAR)斜视成像模式,分析了机载成像处理中斜距展开和二维解耦合近似相位误差与波长、斜视角、分辨率和测绘带宽度等参数的关系,证明二阶近似可满足常规高波段SAR大斜视角成像要求,但改进RD算法的聚集深度问题限制了成像方位孔径,常规CS算法未考虑二次距离压缩(SRC)的空变性,其大场景成像效果均不佳,只有NCS算法考虑了SRC随距离的线性变化,大场景高波段SAR成像聚焦性能最优。对毫米波SAR点目标成像的计算机仿真结果证明了上述分析结果。     

星/机双站SAR成像处理技术研究

针对发射机为卫星、接收机为载机且飞行航迹平行模式下的双站SAR,本文建立了回波信号的模型,分析了多普勒调频率、多普勒中心、目标位置、距离弯曲等参数的变化;采用单站SAR等效法推导了回波信号二维频谱,并对单站SAR等效法与距离历程泰勒级数展开法所产生的相位误差进行了比较,进而采用Nonlinear Chirp Scaling(NCS)算法进行成像处理。通过插值校正目标沿方位向出现的几何拉伸形变,采用距离频谱搬移校正目标沿距离向的几何偏差。最后,采用仿真数据验证了本文方法的正确性。