基于切比雪夫多项式的双基地前视SAR成像算法

双基地前视合成孔径雷达(SAR)的特殊构型使其距离历程具有双根号和大斜视的特点,给回波信号的成像处理带来困难,也对成像算法的精度提出更高要求,为此提出一种基于切比雪夫多项式的双基地前视SAR RD成像算法.首先,建立双基地前视SAR的几何模型与回波信号模型,指出收发分离构型对二维频谱公式推导过程中驻定相位点求解的影响;然后,引入切比雪夫多项式展开代替传统成像算法中的泰勒级数展开,在此基础上进行双基地前视SAR斜距等效模型和二维频谱模型的推导;最后,通过分析确定双基地前视SAR RD成像算法的相位匹配函数,给出成像算法的完整流程.仿真结果表明,所提出算法可极大减小双基地前视SAR的斜距等效误差与频谱展开误差,有效提高成像算法的聚焦深度和成像质量.     

Radarsat-2 SAR影像两种定位模型精度的对比分析

星载SAR无控制点定位可利用距离-多普勒(R-D)模型和有理多项式(RPC)模型两种方法实现。为考察二者在不同高程条件下的适用性,本文利用Radarsat-2数据,基于绝对定位误差小于1m的GPS控制点,对R-D模型和RPC模型定位精度进行了对比分析。结果表明:在无高程数据仅利用头文件元数据的情况下,R-D模型和RPC模型定位精度都较差;当代入高程数据后,R-D模型表现出因高程变化引起的更好定位精度一致性。     

基于斜距测量误差改正的机载SAR间接定位方法研究

基于POS/PPP技术,针对机载SAR存在斜距测量误差和航迹不稳定的特点,提出了一种利用少量控制点修正斜距测量误差的间接定位算法。同时,采用阎良测区2.5m分辨率的机载雷达P波段影像、4个控制点和分辨率为25m的光学DEM数据进行正射纠正实验,DOM的平面定位精度达到10.7m,验证了此方法的可行性。     

分析法和数值解算法相结合的星载SAR直接定位算法

星载合成孔径雷达（SAR）直接定位算法是发展SAR影像椭球表面校正地理编码（GEC）和地形校正地理编码（GTC）算法的基础。发展高精度的直接定位算法对促进SAR影像的应用具有重要意义。本文在距离-多普勒（RD）定位模型定位算法的基础上，发展了一种将纯分析法（AGM）和纯数值计算法相结合的算法（AIRGM）。新的定位算法兼有纯分析法和纯数值计算法的优点。利用一景ERS-2SARSLC数据，采用两种精度评价方法，将所发展的算法与现有的两种算法的定位精度进行了对比。第1种精度评价方法以影像产品中提供的四角点大地坐标为参考，第2种方法以从1：5万地形图上获取的14个控制点为参考。评价结果表明AIRGM算法不仅定位精度较高，而且执行效率比纯粹的数值解算法（ASF）有了很大的提高。     

双参数估计的改进自聚焦算法

传统自聚焦算法的多普勒调频率拟合模型中当最近斜距存在误差时,由于只考虑载机地速对多普勒调频率的影响,导致多普勒调频率拟合后会引入沿距离向变化的二次相位误差,该二次相位误差会严重影响高分辨率合成孔径雷达(SAR)成像的质量。为解决此问题,通过分析载机地速和最近斜距两个系统参数存在误差时对多频率调频率拟合的影响,提出了基于自聚焦算法结合最小二乘方法联合估计最近斜距和载机地速的双参数估计算法。该算法采用的估计模型相比于传统单参数估计算法更加符合真实的方位多普勒模型,在没有外定标的情况下可以很好地估计最近斜距误差。最后通过实测数据成像验证了该算法在高分辨率SAR成像中的有效性和适用性。     

基于两种计算模型的星载SAR定位对比分析

距离-多普勒(R-D)模型和有理多项式(RPC)模型是星载SAR定位常用的两种计算模型,通过计算机模拟两种模型的实现过程,利用两景高差不同的radarsat-2数据,分别采集高程在45m以内的控制点和高程在128m以内的控制点,对R-D模型和RPC模型定位精度进行对比分析.分析结果表明,随着高程的增加,R-D模型定位精度提高,而RPC模型定位精度下降,因此基于R-D模型的星载SAR定位较适用于高差大的地区.     

实系数二元二次方程组实根分类求解方法

为了提高平面二次曲线求交结果的精度和拓扑稳定性,提出一种基于二次曲线分类的二元二次方程组实根求解方法.首先将二元二次方程组的2个方程依照系数判断出其在x-y平面上的曲线类型,并根据不同的曲线类型分类情况,应用曲线的参数方程将原方程组转化为一元四次方程;然后求解出一元四次方程的解,并依此求出原二元二次方程组的解.实验结果表明,与吴消元法相比,该方法有效地提高了二元二次方程组求解的精度.     

改进的斜视机载合成孔径雷达RD成像算法

距离一多普勒算法是合成孔径雷达成像处理中最常用的方法之一,通过在距离一多普勒域中插值来校正距离徙动.研究了机载合成孔径雷达在小斜视角下的成像算法,给出了机载斜视SAR的空间几何模型和回波信号特点.提出了改进的RD算法进行距离走动的校正,避免了插值运算,从而降低了计算复杂度.方法能满足小斜视角下的机载SAR成像处理,并进行了计算机仿真.理论分析和仿真结果表明:改进的RD算法是有效的,在峰值旁瓣比和积分旁瓣比几乎不变的情况下成像时间缩短了近3倍.     

TerraSAR图像无控制定位精度研究

针对星载TerraSAR图像无地面控制点情况下的目标定位问题,在分析利用卫星星历数据的基础上,结合SAR距离模型和地球椭球模型,提出了一种TerraSAR图像的地面目标直接定位方法。通过杭州地区数据实验结果表明,TerraSAR图像在平均高程60m的丘陵地区,无控制距离向和方位向的定位精度中误差分别达到24.588m和12.265m。     

基于SRTM DEM和Landsat TM数据的SAR图像自动地理编码

合成孔径雷达(SAR)图像特殊的斜距成像方式使得利用传统的校正方法很难校正雷达图像。常用的方法是利用DEM和SAR成像几何信息模拟的SAR图像对真实SAR图像进行校正。在区域制图中,平坦地区由于没有地形起伏特征,使得模拟SAR图像特征不明显,无法建立与真实SAR图像的配准关系。本文在研究大范围SAR图像自动化地理编码的过程中,分析讨论了图像模拟和图像匹配的原理和过程,实现了自动判断模拟SAR图像与真实SAR图像的匹配偏移量是否达到信噪比要求,从而自动判断是否使用具有地物专题信息的TM图像代替模拟SAR图像和真实SAR图像进行匹配,实现了海量SAR图像地理编码的自动化。     

GCP acquisition using simulated SAR and evaluation of GCP matching accuracy with texture features

Abstract

A method for ground control point (GCP) acquisition using a simulated synthetic aperture radar (SAR) image derived from a digital elevation model (DEM) is proposed. Also proposed is a method for the evaluation of the accuracy of GCP matching with texture features from a reference GCP chip image. Results from experiments with simulated GCP chip images as reference images and geometrically distorted GCP chip images, derived using simulated SAR images as current images, show good coincidence with GCP matching accuracy in terms of pixel distances between matched GCP points in reference and current chip images and texture features. In particular, the correlation coefficient between the angular second moment (ASM) and the matching accuracy is 0.757, followed by Ent (entropy), Horn (homoginiety), Dis (dissimilarity), Con (contrast), Var (variability coefficient) and Chi (Chi-square), for the skewed images while for the rotated images, Dis shows the highest correlation of 0.628, followed by Horn, Asm, Con, Ent, Chi and Var. Based on the proposed methods, one can easily generate GCP chips images from a DEM, and also evaluate GCP matching accuracy with texture features of simulated SAR from a GCP chip image.     

高分辨率SAR正射影像制作精度控制

以SAR正射产品生产的流程工艺为序,从精度控制的角度出发,着重对影响SAR影像正射产品精度的相关因素进行理论分析,并以同一地区不同入射角的5景Radarsat-1 SAR影像为实例,结合实地GPS采集的140个控制点给出了生产高精度SAR影像正射产品的相关实验结论和生产建议。     

ENVISAT ASAR影像地理定位方法

随着ENVISAT ASAR传感器成功通过调试阶段，国内将有越来越多的用户能够获取到ASAR数据。如何进行ASAR数据的地理定位是实际应用中需要解决的第一个关键问题。基于距离一多普勒(RD)模型发展了对ASAR主要影像产品进行地理定位的方法，重点解决了不同影像产品类型距离向方程的构建方法：对于斜距产品，距离向方程由第一斜距和影像距离向像元大小所确定的直线方程描述；精确地距模式影像元数据中仅提供一套SRGR参数，可直接用于建立距离向方程；而中分辨率地距模式影像在元数据中提供了若干套SRGR参数，需根据方位向成像时间与SRGR参数的方位向更新时间的关系，通过插值方法建立距离向方程。利用该方法对APP_1P、APM_1P、APS_1P、IMP_1P和IMM_1P共5景ASAR数据进行了地理定位试验。SAR处理器在生成ASAR数据产品时，已经对影像4个角点的地理位置进行了定位，并将定位结果记录在ASAR数据的元数据中。本文以这些定位结果为基准对所发展的定位方法的相对精度进行了评价，实验结果表明：对于APP_1P、APS_1P和IMP_1P数据产品，经度和纬度相对误差都小于1m；对于中分辨率APM_1P和IMM_1P数据产品，最大经度误差为59．73m，最大纬度误差为83．38m，分别是影像像元大小的0．8倍和1．1倍；总之，本文定位结果和生产这些产品的SAR处理器的定位结果有很高的符合程度，对进一步发展ASAR数据正射校正算法及其他相关雷达数据处理技术有一定的参考意义。     

Rational solutions and their interaction solutions of the (2+1)-dimensional modified dispersive water wave equation

A bilinear form for the modified dispersive water wave (mDWW) equation is presented by the truncated Painlevé series, which does not lead to lump solutions. In order to get lump solutions, a pair of quartic–linear forms for the mDWW equation is constructed by selecting a suitable seed solution of the mDWW equation in the truncated Painlevé series. Rational solutions are then computed by searching for positive quadratic function solutions. A regular nonsingular rational solution can describe a lump in this model. By combining quadratic functions with exponential functions, some novel interaction solutions are founded, including interaction solutions between a lump and a one-kink soliton, a bi-lump and a one-stripe soliton, and a bi-lump and a two-stripe soliton. Concrete lumps and their interaction solutions are illustrated by 3d-plots and contour plots.     

Analytical solution of gas lubricated slider microbearing

The analytical solution of a two-dimensional, isothermal, compressible gas flow in a slider microbearing is presented. A higher order accuracy of the solution is achieved by applying the boundary condition of Kn ² order for the velocity slip on the wall, together with the momentum equation of the same order (known as the Burnett equation). The analytical solution is obtained by the perturbation analysis. The order of all terms in continuum and momentum equations and in boundary conditions is evaluated by incorporating the exact relation between the Mach, Reynolds and Knudsen numbers in the modelling procedure. Low Mach number flows in microbearing with slowly varying cross-sections are considered, and it is shown that under these conditions the Burnett equation has the same form as the Navier–Stokes equation. Obtained analytical results for pressure distribution, load capacity and velocity field are compared with numerical solutions of the Boltzmann equation and some semi-analytical results, and excellent agreement is achieved. The model presented in this paper is a useful tool for the prediction of flow conditions in the microbearings. Also, its results are the benchmark test for the verifications of various numerical procedures.     

自适应超完备字典学习的SAR图像降噪

提出一种基于自适应超完备字典学习的SAR图像降噪。该算法建立在超完备字典稀疏表示基础上,具有较强的数据稀疏性和稳健的建模假设。算法依据相干斑噪声统计特性,通过分步优化字典原子和变换系数自适应构造超完备字典,利用获得的超完备字典将图像局部信息投影到高维空间中,实现图像的稀疏表示,运用正则化方法建立多目标优化模型。最后通过对优化问题的求解重建SAR图像场景分辨单元的平均强度,实现SAR图像的降噪。实验结果表明,该算法对相干斑噪声有很好的抑制效果,并且具有保持图像细节信息的优点。     

斜视SAR分数阶距离多普勒成像算法

针对传统距离多普勒(RD)算法在斜视合成孔径雷达(SAR)成像时运算量不足和边缘存在干扰的问题,将传统的RD算法中的匹配滤波用分数阶Fourier变换替代,提出基于分数阶Fourier变换SAR斜视距离多普勒成像(FrRD)算法。理论分析斜视SAR回波信号分数阶Fourier变换域模型,徙动校正在距离分数阶Fourier域方位频域完成,给出FrRD算法仿真流程。仿真结果表明,与传统RD算法相比,FrRD算法成像副瓣更低,成像边界更加清晰,成像时间缩短近一半。     

Terrain topographic inversion using single-pass polarimetric SAR image data

1IntroductionFullypolarimetricSARimagerytechnologyisoneofthemostimportantadvance-mentsforspace-borneremotesensing.Ithasbeenextensivelyappliedtoterrainsurfaceclassification.The22-D(Dimensional)complexscatteringamplitudefunctionsFpq(p,q=v,h),and44-DrealMuellermatrixMij(i,j=1,…,4)canbemeasured[1].Co-polarizedorcross-polarizedbackscatteringsignatureisthefunctionoftheincidencewavewiththeellipticityanglecandorientationangley.Recently,twoflightsofpo-larimetricSARimagedatahavebeenutilizedtogene…     

Planar rectification by solving the intersection of two circles under 2D homography

In this paper, we show that planar rectification can be achieved by simply solving the intersection of two circles on a plane. The resulting closed form solution gives the images of the ‘circular points’ on the image plane and eliminates the troublesome step of vanishing line detection that presents in many previous solutions to the planar rectification problem. Specifically, we formulate the problem as solving a set of quadratic equations with two variables and propose an efficient algorithm to convert them into a standard real coefficient quartic equation for which a closed form solution is obtained. The experimental results confirm the advantages of the method.     

求解GCP问题的ILSBR算法

图着色问题（GCP,Graph Coloring Problem）是经典的NP-Hard组合优化问题之一。长期以来,人们一直在寻求快速、高效的启发式算法,以便在合理的计算时间内解决大规模问题。由于对规模较大的问题,目前的启发式算法尚不能在较短的时间内给出高质量的解,因此提出了一种基于全局最优解和局部最优解关系的ILS算法（ILSBR）。该算法的基本原理是通过对GCP问题的局部最优解和全局最优解之间关系的分析,发现对局部最优解的简单的相交操作能以很高的概率得到全局最优解的部分解。利用这些部分解构造一种新的扰动策略（RLG重着色）,并将其应用到传统的ILS算法中。在DIMACS标准集中,典型实例上的实验结果表明,采用RBILS算法在求解质量不变的情况下,求解速度上与目前的已知算法相比有较大的改进。