基于数据的超宽带SAR的运动补偿方法

基于超宽带SAR(UWB-SAR)回波数据估计多普勒调频率误差,为了准确提取和补偿该误差,本文提出了一种改进MapDrift(MD)自聚焦方法,消除了正侧闪烁和合成孔径长度太大造成的不利影响;通过插值拟合运动误差以及循环误差补偿弥补了子孔径数目有限、飞机速度估计过于离散的不足,实现了MD对二次以上高阶相位误差的补偿,使MD能够适用于复杂的飞行条件(如无人机)。实际UWB-SAR数据的补偿结果验证了该方法的有效性。     

一种小型机载低频UWBSAR的三级运动补偿方法

 本文建立了小型机载UWB SAR运动误差模型,分析了低频UWB SAR与高频窄带SAR间的运动误差不同点,找出了传统运动补偿方法失效的原因.为此,本文提出一种三级运动补偿方法.该方法的具体措施为:第一级,采用基于低精度传感器的运动补偿,消除回波包络误差和部分相位误差,提高回波数据距离弯曲校正精度;第二级,采用基于多普勒调频率估计的补偿方法,消除回波中的二次相位误差;第三级,基于图像域数据,采用自聚焦算法消除高阶相位误差,最终获得聚焦UWB SAR图像.实测数据成像结果证明了该运动补偿方法的有效性.     

机载低频超宽带合成孔径雷达运动补偿

运动误差是造成低频超宽带合成孔径雷达(UWB SAR)成像质量降低的主要因素之一.给出了适合低频超宽带SAR运动补偿方法,并对该方法的剩余误差进行分析,得到在图像质量一定条件下,最大的波束张角和最大容忍的运动误差.最后利用计算机仿真,验证了该方法的有效性.     

频带合成机载SAR的运动补偿

频带合成技术能够有效改善SAR距离向分辨率,在条带模式下,为了获得与距离向相比拟的方位向分辨率,高精度的运动补偿必不可少,该文研究了频带合成系统两步补偿方案中的关键问题。首先,在利用IMU/GPS组合导航数据进行运动补偿时,目标的作用距离以及载机的理想航线往往是未知的,该文结合地面角反射器的导航信息,计算出目标的实际作用距离,并且给出一种确定载机理想航线的新方法,提高了运动补偿的精度。然后,利用一种改进的相位梯度自聚焦(PGA)算法补偿剩余的时变相位误差。实际数据证明,经过上述补偿后获得了优于0.25 m的方位向分辨率。     

机载双站SAR运动补偿研究

与单站SAR相比,双站SAR的几何关系更复杂,运动误差来源更多,因而运动补偿难度更大.本文提出了一种有效的双站SAR运动误差的估计和补偿方法.文中首先根据双站SAR运动误差的几何模型,推导出径向运动误差随距离变化的解析式,接着利用从回波数据估计的多普勒调频率和图像对比度来估计运动参数,最后利用估计的运动参数对数据分别进行径向和沿航向运动补偿.该方法可有效校正收发平台的三维运动误差,并可降低双站SAR系统对惯导的要求.仿真和实测数据的实验结果验证了该方法的有效性.     

一种新的机载条带式SAR沿航向运动补偿方法

提出了一种新的机载条带式SAR沿航向运动误差的补偿方法.它不用插值,所以节省了运算量、避免了插值带来的图像质量下降,因而对机载SAR系统的实时成像有好的应用前景.理论分析、仿真和实测数据成像证明了该方法的正确性和有效性.     

结合MWD算法的低频UWB SAR运动补偿

 波数域(WD)算法具有精确的去耦合能力,适用于大波束角低频超宽带合成孔径雷达(UWB SAR).但传统WD算法不易和运动补偿相结合,限制了该算法的应用.尤其是在无传感器数据可利用的情况下,要获得高质量机载低频UWB SAR实测图像十分困难.本文提出了一种改进WD(MWD)算法,MWD算法通过采用修正Stolt映射,实现了基于回波数据的运动参数估计和精确运动补偿.此外,文中还根据MWD算法特点,对传统运动补偿方法进行改进,提高了MWD算法对实测低频UWB SAR数据的聚焦性能.仿真实验和实测数据成像实验验证了所提方法的有效性.     

基于多普勒调频率的机载条带SAR运动补偿

提出了基于多普勒调频率的机载条带SAR运动补偿方法。该方法利用多普勒调频率随斜距的分布规律从多普勒调频率的估计值中解算出载机的运动参数，从而可在一定条件下代替由惯性测量元件组成的运动测量系统。它还用相位补偿代替插值来完成沿理想航迹的速度波动的补偿，从而节省了运算量，避免了插值带来的图像质量的下降。理论分析和实测数据成像证明了该方法的正确性和有效性。     

一种宽波束机载SAR运动误差的频域补偿方法

对于方位向宽波束机载SAR系统的运动补偿在实际应用中具有重要意义。该文提出了一种对宽波束机载SAR系统运动误差进行频域补偿的方法。利用线性调频信号的时频对应关系,将时域误差转换到频域,基于短时傅里叶变换进行逐块的频域误差校正,得到精确聚焦的图像。文中对算法原理、适用条件、算法流程和运算量进行了详细分析。对P波段机载SAR系统低频运动误差情况进行了点目标和图像的仿真,验证了该方法的有效性。     

一种无人机机载SAR运动补偿的方法

为了能够得到较理想的无人机SAR图像,本文通过对无人机SAR系统的运动误差分析,提出了一种有效的运动补偿方法,该方法是通过天线伺服系统来补偿载机的转动误差,而平动误差是根据对所建立的误差模型的分析,从SAR数据的瞬时多普勒调频率中估计得到,并且平动误差补偿是对数据在包络和相位上进行分别校正.结合实测数据处理的结果表明该方法可得到质量较高的无人机载SAR图像.     

基于快速后向投影的超宽带冰雷达数据成像算法

该文提出一种新的冰雷达成像算法,该算法可以在获得高分辨率冰下剖面图的同时,拥有较高的处理效率。该算法是一种基于快速后向投影的超宽带(UWB)冰雷达成像方法,其修正了多层媒质情况下的雷达与目标之间的距离,以及因多层媒质造成的距离徙动几何变化。该文分析了算法的原理,给出了算法实现的具体步骤,并将其应用于点目标仿真和航空冰雷达数据实验,验证了算法在冰下成像中的有效性。此外,将该方法与现有常用冰雷达算法的成像结果在方位向杂波抑制能力、计算时间和方位向分辨率3个方面进行了对比,证明该算法能够在不降低方位向杂波抑制能力和方位向分辨率的前提下,有效提高计算效率。     

一种高分辨率聚束SAR运动补偿算法研究

聚束SAR模式是获得高分辨率雷达图像的一种有效的方法。由于合成孔径时间较长,载机在合成孔径时间内飞行的非平稳性造成图像严重散焦,并且高分辨率SAR的距离向信号也存在相位误差。该文提出一种新的基于回波数据的运动补偿方法对载机的位置误差、距离向相位误差以及残余包络误差进行有效的估计,得到高分辨率的聚束SAR图像,并通过实测数据验证了该文方法的有效性。     

超宽带SAR浅地表地雷聚焦与定位技术

机载或车载超宽带合成孔径雷达可以大区域快速探测单个地雷和雷场,是探雷的发展趋势。由于传统成像算法基于均匀媒质的假设,在浅地表目标成像中不再适应。该文首先建立了浅地表目标回波模型,定量分析了折射和色散对成像的影响。基于回波模型,提出了分别在回波域和图像域补偿折射和色散影响的浅地表后向投影(Subsurface Back-Projection, SBP)成像算法。但是对未知区域进行地雷探测时,无法获得目标埋设深度和入射角先验信息。针对这个问题,提出了基于图像域SBP成像算法的粗、精补偿分级处理流程,实现了大区域多目标精确聚焦定位。最后利用Rail-GPSAR探雷试验系统实测数据验证了该文方法的有效性。     

一种新的低频超宽带干涉合成孔径雷达绝对相位估计方法

该文针对低频超宽带(UWB)干涉合成孔径雷达(InSAR),提出一种新的干涉相位绝对值估计方法。该方法首先对干涉图像进行非参数模型的精配准,并利用配准偏移量生成配准相位。然后将配准相位从干涉相位中去除,得到失配相位。最后估计失配相位的绝对相位,进而得到绝对干涉相位的值。该方法利用失配相位具有无相位缠绕或只在相干性较差区域存在相位缠绕的特性估计其绝对相位,相比传统的绝对干涉相位估计方法具有更小的运算复杂度。P波段UWB InSAR实测数据处理结果验证了该方法的有效性。     

穿透叶簇UWB雷达人造目标简化电磁模型

穿透叶簇的VHF／UHF超宽带(UWB)SAR具有相对带宽很宽,积累角大的特点,可同时获得距离、方位的高分辨能力,能用于探测叶簇隐蔽的军用车辆等人造目标而有着重要的军事应用价值。在VHF／UHF低频段,一般的人造目标可简单模化为目标主侧面与地表面之间形成的直二面角。本文详细推导了二面角人造目标光学区的散射场,建立了低频UWB雷达人造目标的光学区简化电磁模型,进而分析预测了二面角目标的散射特性。预测结果与外场试验分析得到的目标特性之间的一致性表明本文所建立的电磁模型是正确合理的。     

一种基于距离补偿的分布式小卫星双基SAR成像方法

在一定条件下,分布式小卫星双基SAR可近似认为是一种信号发射器与接收器平行运动的双基SAR系统。针对其结构特点,该文提出一种基于距离补偿的成像方法。通过该方法可把双基SAR的相位信息以单基SAR 的形式表示,这样就可利用单基SAR的成像算法对双基SAR进行研究。本文结合波数域算法对这一方法进行了阐述,并给出了仿真结果。仿真结果表明,该方法可有效应用于分布式小卫星双基SAR的成像中。     

Motion compensation for wide beam SAR based on frequency division

Aperture-dependent motion compensation is important for wide beam Synthetic Aperture Radar （SAR） data processing. This paper studies a wide beam motion compensation algorithm based on frequency division. It takes blocks along azimuth dimension in frequency domain and applies angle-variant motion compensation in time domain. With this frequency division based motion compensation approach, the effects of aperture-dependent residual phase errors are corrected precisely. The rationale and procedure of this algorithm are introduced in detail. Point targets and images of a P-band airborne SAR with motion errors are simulated to validate this algorithm. Compared with the wide beam motion compensation algorithms based on time division, the proposed algorithm has better performance, especially in terms of high-frequency motion errors.     

UWB SAR RFI suppression based on region of support in 2-D wavenumber domain

Radio Frequency Interference （RFI） degrades the quality of focused Ultra-WideBand Synthetic Aperture Radar （UWB SAR） images. From both the theoretical analysis and real data validation, it is concluded that target echo and RFI have different Region Of Support （ROS） in 2-D fasttime wavenumber and aperture wavenumber domain. Consequently, a novel adaptive filter is proposed according to the Wiener optimum criterion on the distinct ROS characteristics of target echo and RFI. Compared with the notch filter and the Least Mean Square （LMS） adaptive filter in previ- ous literatures, the proposed method is more computationally efficient with satisfactory suppression results. In terms of Signal-to-Interference Ratio Improvement （SIRI） and processing time, the performance of the proposed adaptive filter is verified with the field data collected with a UWB SAR system.