任意构型双基地SAR二维频谱精度定量评估研究

双基地SAR频域成像算法,是目前SAR成像领域的研究热点。由于双基地SAR的距离历史具有双根号形式,利用驻定相位原理无法得到解析的二维频谱表达式,这给双基地SAR频域成像算法的研究带来了一定困难。本文通过引入点目标冲激响应,利用主瓣宽度、峰值旁瓣比和积分旁瓣比三个指标对扩展LBF、级数反演、二维驻定相位原理得到的点目标冲激响应进行了量化评估。同时,以星机双基地SAR成像为例,仿真不同频谱模型的二维聚焦效果,进一步验证了不同频谱模型的精度。      

基于机载双基地SAR的两种成像算法的比较

首先建立了机载双基地SAR的信号模型,然后简要描述了RD算法以及波数域算法的基本成像原理和算法流程,最后基于双基地SAR的信号模型运用RD算法及波数域算法对点目标及面目标进行成像,并分析比较了在正侧式飞行模式下用两种成像算法的优缺点。     

GEO-LEO双基地SAR成像算法研究

提出一种基于多普勒贡献比加权的GEO-LEO星载双基地SAR二维频谱求解方法,与现有的频谱求解方法不同,该方法根据加权因子的物理意义,并利用GEO-LEO的轨道参数推导其相应的解析表达式,在没有引入误差的情况下,解决了GEO-LEO双基地SAR的二维频谱表达式求解问题。并与二维尺度变换逆FFT成像算法结合,实现了GEO-LEO双基地SAR对地面目标的精确成像。仿真实验结果表明了算法的优越性。     

一种新的SAR回波仿真算法

在分析了SAR叫波数学模型、用于SAR原始回波仿真的二维卷积算法，以及线性卷积运算实现方法的基础上。提出一种新的时频混合算法。对这两种算法的运算过程进行了详细地比较分析。并进行了仿真，给出了仿真过程和结果。理论分析和仿真结果表明，时频混合算法能够连续、实时地产生SAR模拟回波数据。     

基于改进BP算法的机载双基地SAR成像

首先建立了机栽双基地SAR的几何模型、距离历程和回波模型。接着简要总结了双基地SAR成像的算法思路。通过理论推导改进了单基地BP成像算法使其适合于双基地情况,并探讨了改进的快速BP算法。最后用点目标和面目标仿真验证了双基地下BP算法的有效性和适用性,并与RD算法进行了性能的比较。     

星载SAR目标回波信号模拟及成像显示

根据合成孔径雷达(SAR)的系统设计参数和星载雷达的运动特点,设计和实现了SAR回波信号模拟产生系统,实时地产生所需SAR回波数据。产生的回波数据考虑了载机扰动、速度变化、航迹变化等因素的影响,同时可以调节雷达系统参数。最后给出了点目标的成像示例。     

双基地ISAR成像平面研究及目标回波模型修正

该文分析了双基地逆合成孔径雷达的成像平面。采用基于双基地SAR成像平面分析,双基地目标旋转矢量分析两种方法,分别建立了两种不同的双基地ISAR成像平面模型。为验证模型正确性,分别将两种模型应用于双基地转台成像分析,并仿真验证。成像仿真结果表明了旋转矢量分析法建立模型的正确性。基于成像平面分析,研究了双基地转台模型的适应性,修正了常用的双基地ISAR散射点回波模型,验证了修正回波模型的正确性,并针对不同的目标运动情况,给出了成像平面的估计算法。     

一种基于GPU 的SAR 高效成像处理算法

合成孔径雷达(SAR)成像处理是一项需要进行大量计算的处理任务。图形处理器(GPU)具有数十倍于CPU的浮点计算能力以及传输带宽,而CUDA 技术的发展使得GPU 能够方便地进行通用计算。该文提出了一种在GPU上进行SAR 成像的高效方法。与一般GPU 处理方法相比,该方法使得处理过程中的CPU-GPU 往返数据传输由4 次减少到1 次,而且同时利用了工作站上的CPU 与GPU 计算资源。实验结果表明,该方法能够带来相对一般GPU 处理方法2.3 倍的处理效率提升,从而验证了该方法的有效性。      

非移变模式机载双基地SAR成像算法及实验结果

该文通过对机载双基地SAR非移变几何模型的分析,建立了双距离变量域的回波信号模型,由于回波数据是在距离和域,该文推导了距离和变量与双距离变量的转换关系,解决了该模型向距离和变量域转换的问题;提出了适用于非移变模式的变多普勒参数的双基地RD算法,并对该算法中引入变多普勒斜率所存在的误差进行了仿真分析。最后通过双基SAR仿真及实测数据处理,证实了算法的有效性,并与常规RD算法进行了比较,显示了该方法的优越性。     

一种SAR原始回波数据模拟方法

在分析星载 ＳＡＲ回波信号完整模型的基础上,提出了一种基于 ＳＡＲ图象的原始回波数据模拟简易方法,并通过对回波信号统计分析以及成像处理验证了模拟结果的正确性和可行性。     

同航线双基聚束式SAR宽场景成像算法

该文在现有双基SAR成像研究的基础上,提出了同航线双基聚束式SAR成像的算法。该算法首先对回波信号进行方位预处理实现信号支撑区的不模糊,然后利用传统波数域的成像算法聚焦。该算法较双基极坐标算法有更高的聚焦精度并且没有几何形变。它不仅适用于平行航线的双基成像,其思路也完全适用于其它聚束模式的成像处理。最后通过仿真验证了算法的正确性。     

基于非等间隔校正的SIFFT星机 联合SAR成像算法

 星机联合双基地合成孔径雷达(SA-BiSAR)系统是典型的移变双基地SAR系统,系统的移变特性导致大多数传统成像算法已不再适用.本文提出了一种适用于星机联合双基地SAR的成像算法.针对系统的移变特性,首先本文分析了变尺度FFT(SIFFT)方法,发现该方法在距离徙动校正后会出现非等间隔现象,导致方位向散焦,成像处理失败.分析表明对于星机联合SAR这种成像场景较大的情况下,SIFFT方法不再适用.对此本文进行了分析,提出了基于非等间隔校正的SIFFT算法,实现了方位向的相干积累,得到了较理想的成像效果.针对更大的成像场景,在前述算法的基础上,又提出了沿距离向变参考点的距离分块算法,完成了特大场景下的良好聚焦效果.显示了本文所提方法的通用性和有效性.     

Spaceborne/Airborne Hybrid Bistatic SAR Frequency Domain Imaging Processing Algorithm

An imaging algorithm mainly processed in the frequency domain for the hybrid spaceborne/airborne BSAR is presented. The key point of deriving the algo- rithm is the analytical evaluation of the system transfer function＇s 2-D spectrum. To overcome the difficulty of resolving analytical solution for the stationary phase point, the spectrum＇s phase is approximated by two-order Taylor expanding around the point, which is in the neighborhood of the system＇s corresponding stationary phase point and can be obtained analytically. Thus the approximated analytical spectrum is pretty close to the actual one. In the imaging algorithm, both range-dependent range cell migration and azimuth-dependent range cell migration are compensated in two steps： Scaled inverse Fourier trans- form （SIFT）, which can be realized through the chirp z-transform, and phase multiplication. The validity of the algorithm is demonstrated by simulation with both the point target and area target.     

星载-机载混合双站SAR回波信号的仿真

对于星载-机载双站合成孔径雷达（SA-BiSAR）系统,回波模拟的关键是计算出卫星、飞机和目标这三者之间的距离。在考虑地球自转的情况下,提出了用坐标变换的方法,解决了近地空间与外太空之间距离的计算问题,实现了任意几何模型下更为精确的SA-BiSAR回波模拟。同时,利用此方法也可获得直达波信号。点目标的仿真展示了SAR回波信号的特征,该方法得到了验证。     

基于Chirp Scaling的双基SAR成像PFA算法研究

该文研究了基于Chirp Scaling原理实现双基聚束SAR成像的极坐标格式算法(Polar Format Algorithm, PFA)。PFA通过两个一维插值来实现数据的极坐标格式转换,插值计算量较大。该文基于发射信号的线性调频特性,在距离向对极坐标格式数据进行变标处理,仅包含信号复乘和FFT,从而避免了插值运算。文中对于接收Chirp信号和Dechirp信号分别进行了讨论,依照不同流程实现了极坐标格式算法。同插值方法相比,二者聚焦结果相当,但是CS(Chirp Scaling)的方法速度有显著提高。点目标仿真实验验证了此方法的有效性。     

基于斜飞模式的双基地SAR成像算法

斜飞模式双基地SAR系统配置灵活,具有广阔的应用前景.但由于收发平台存在距离向的运动,瞬时斜距方程非常复杂,运动补偿也更困难.本文通过分析斜飞模式下的几何构形,阐述了斜飞模式下距离向运动补偿的基本原理,并设计了两种运动补偿方法——泰勒近似法和模型近似法.然后通过对距离向偏移补偿后的回波分析,完整的推导了基于时域距离走动...     

基于Chirp-Z变换的串行双站斜视SAR成像算法

该文首先建立了串行双站斜视SAR的几何模型,给出了雷达回波的数学表达式,推导了它的2维频谱并对其特点做了分析。在2维频域内先用聚焦函数对观测场景中心的点目标进行精确成像,然后利用Chirp-Z变换校正了中心点两侧目标回波的距离徙动,再通过方位向逆傅里叶变换得到了雷达图像。该算法利用了Chirp-Z变换能够处理非线性调频信号的特点,简化了处理过程并提高了成像精度。仿真实验验证了这种基于Chirp-Z变换的新算法在处理串行双站斜视SAR数据时的有效性。     

基于压缩感知的双基SAR二维高分辨成像算法

双基地合成孔径雷达(SAR)由于收发分置,具有广阔的应用前景,但常规的频域算法不仅面临距离史双根号问题,而且数据采集受Nyquist理论限制,数据量大。近年来提出的压缩感知(CS)理论指出,在一定条件下可以从很少的采样点中以很大的概率重建原始未知稀疏信号。本文将CS理论与双基地SAR模型相结合,提出一种基于CS的双基地SAR二维高分辨成像算法。该算法将二维随机降采样回波数据作为测量值,根据发射信号构造距离向测量矩阵,通过方位向多普勒相位因子构建方位向测量矩阵,利用CS恢复算法对目标进行了分维重建。仿真结果与性能分析表明,该算法在严重欠采样情况下仍能完好的重建原始目标,而且对噪声具有一定的鲁棒性和免疫性。与传统双基SAR成像算法相比,该算法具有更高的分辨率,成像结果峰值更加尖锐,峰值旁瓣比(PLSR)和积分旁瓣比(ILSR)都较低,而且采样率低、数据量少,具有一定的有效性和实用性。      

基于相位近似的双基地SAR波数域成像算法

双基地SAR系统的目标回波信号斜距历程与单基地SAR存在本质差异,因而单基地成像算法无法直接应用于双基地系统。为此该文提出对双基地SAR点目标脉冲响应函数二维频谱的相位项做一阶近似,由此推导出双基地SAR波数域成像算法。通过对点目标与面目标的成像仿真得到的成像结果及其质量评估指标表明：该算法可以在大基线长度、大斜视角的情况下实现高分辨成像。