合成孔径雷达角反射器的优化设计

为了使角反射器的3dB波束宽度能覆盖合成孔径雷达天线所有模式对应的入射角范围,提出了一种合成孔径雷达角反射器的优化设计方法.首先结合光线追迹和Gordan面元积分法提出一种角反射器雷达截面积的快速计算方法,再通过大量仿真计算得出角反射器3dB波束宽度随棱长比和安置角度的变化规律,最后基于此对目前常规的三条棱边等长型的角反射器进行优化设计,以提高其3dB波束宽度.优化设计计算结果表明卫星HJ-1C,ENVISAT和ALOS在各自入射角范围内,角反射器方位向3dB波束宽度分别增大了6.06°,6.26°和16.00°.     

基于Sentinel-1合成孔径雷达卫星影像的福建沿海区域风能资源分析

海面风场风能资源分析对海上风电场的建设开发具有重要意义.近年来随着遥感技术的发展,星载合成孔径雷达(SAR)为海面风能的分析与评估提供了新手段.基于2015—2019年福建沿海区域的122景Sentinel-1 SAR影像,采用快速傅里叶变换风向反演方法及地球物理模式函数CMOD5.N风速反演方法对福建沿海区域进行SAR风场反演,并从风能有效性、稳定性及时空分布特征方面分析福建近海风能资源.主要结果显示:风速数值范围较大的秋、冬季有效风能占比较高,可达70%以上;福建沿海区域多年平均风能稳定性较好,春、秋、冬季风能稳定性较好,而夏季风能稳定性较差;福建沿海风能的空间分布主要为东北—西南走向逐渐递减类型,在台湾海峡中部区域出现风能最大值.     

角反射器表面粗糙度对单站RCS的影响

研究了角反射器表面粗糙度对其雷达散射截面的影响.角反射器的粗糙表面由随机高斯面模拟,散射计算采用全波数值算法完成.计算结果与实测数据吻合,对实验数据进行了解释,验证了计算模型.通过多组计算结果得出结论,随着粗糙面均方根高度的增加和相关长度的减小,角反射器的非主散射区雷达横截面(RCS)均值提高,到达一定数值后角反射器的主散射区RCS也将受到显著影响.研究结论对角反射器用于RCS标定具有重要应用意义.     

基于差波束逆合成孔径雷达成像的角运动参数估计方法

针对单脉冲三维成像时的目标角运动估计问题，提出一种基于差波束逆合成孔径雷达成像的新的角运动参数估计方法．该方法利用了各阶运动参数对差波束回波谱宽度的不同贡献以及熵与谱宽度的关系，通过最大熵和最小熵分剐对0阶和1阶以上角运动参数进行搜索，得到全局最优估计．有别于传统比幅测角方法，所提方法通过全局搜索得到目标的角运动参数，可以较好地抑制角闪烁的发生．对飞机目标角运动参数估计过程的仿真结果表明，与传统高分辨测角方法相对比，所提方法的平均误差降低了72％．     

基于字符角点信息的车牌定位方法

车牌定位是车牌识别的基础．文中提出了一种准确快速的车牌定位方法．该方法利用三级阈值,由粗到细,首先剔除大量非角点像素,提高角点的定位速度,用大阈值突出显示车牌区域的角点,再根据车牌纹理的角点特性,利用滑动窗粗选车牌区域,然后对粗选车牌区域用小阈值,对车牌区域进行精确定位．试验证实该方法的车牌定位准确率达到98％,平均耗时约20ms．     

融合合成孔径雷达和光学影像的植被覆盖区土壤湿度反演

利用合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)卫星可对土壤湿度实现大面积、时间连续的反演.针对此过程中难以消除植被遮挡的问题,提出融合SAR微波数据和光学数据,利用修正水云模型消除植被影响,求解纯粹地表后向散射系数,代入裸土区土壤湿度反演算法进行土壤湿度反演,并在武汉豹澥区域设置实测站点记...     

基于冗余超声波信息融合的绝对定位研究

针对现有超声波绝对定位方法不足及超声波传播的特点,提出了冗余超声波信息融合法(FMRUI).针对FMRUI中各个接收器波头延迟误差一致与不一致的情况分别提出了不同的误差修正策略,当各个接收器误差一致时通过一个统一的变量消除掉,当误差不一致时先修正到一致再统一消掉.FMRUI能很好地消除渡越时间误差,并能评价测量精度的高低.搭建了实验系统并用全方位移动机器人做了实验,实验结果证明FMRUI法是正确的,绝对定位精度有明显提高.     

基于高分辨率卫星影像的CV模型单木定位法

【目的】基于遥感影像自动获取单木位置信息,进而建立单木数据库,实施单木集约化管理,以实现精准林业特别是对城市树木的集约管理。【方法】针对传统方法在树冠重叠区域易出现误判和漏判问题,提出基于CV模型的单木定位技术。首先结合树冠形态学特征自动提取初始轮廓;其次基于CV模型对初始轮廓线进行迭代,进而获取单木树冠轮廓;最终提取单木位置信息。为了检验该单木定位方法的效果,选择了7张不同类型(针叶林、阔叶林、经济林等林分和非林分)的高分辨率卫星影像,进行基于CV模型的单木定位方法与传统单木定位方法的对比分析。【结果】基于高分辨率卫星影像的CV模型单木定位法可基于图像全局信息,利用曲线内外的灰度均值而不是梯度信息进行分割,能够在边界模糊或梯度无意义的图像中取得较好的分割效果,快速准确地收敛到目标位置。与梯度分水岭法、标记分水岭法及局部最大值法等传统方法相比, CV模型单木定位法具有更高的匹配率,平均匹配率提高近23%。【结论】该单木定位法可以更好地处理树冠的连接、重叠状况,具有更好的定位效果,表现出良好的应用潜力。     

环境一号卫星影像中水体信息提取方法研究

从卫星遥感影像中快速、准确地提取水体信息已经成为水资源调查、水资源宏观监测、城市绿化度调查及湿地保护的重要手段。针对HJ—1A/B(中国环境一号卫星)影像与Landsat ETM(美国陆地探测卫星)影像的相似性,利用水体特有的光谱特性,采用多种水体提取方法对HJ—1A/B影像中水体信息进行了快速提取,并比较了两种影像水体提取结果。总结了在环境一号卫星影像中进行水体提取的精度影响因子。分析了传感器、分辨率、水体提取模型对水体提取的影响。     

人体三维运动影像解析环节角的概念与计算方法

人体三维运动是由身体环节绕环节质心转动组成的,因此人体环节转动角度的概念和计算显得十分重要。本研究定义了‘环节角’的概念并采用三维摄影解析得到的人体测量点坐标对全身各个环节给出了全面严格的计算环节角和环节绝对角速度的方法。应用FORTRAN77和Visual C＋＋6.0语言开发编制了该方法的计算软件,应用该软件在体操跳马侧手翻直体侧空翻转体990°躯干动作进行了测定,真实清楚地给出了躯干三维瞬时转动数据,该计算方法从根本上解决了三维摄影解析中计算人体各环节多轴转动的问题。     

TerraSAR-X数据沿轨干涉运动目标检测研究

为检验TerraSAR-X数据在地面运动目标检测(GMTI)应用中的潜力,并验证基于SAR沿轨干涉图的幅度和相位联合统计特性以及恒虚警率的检测方法(ATI-CFAR)对TerraSAR-X数据的适用性,利用TerraSAR-X卫星单发双收模式数据,基于一种ATI-CFAR方法,结合数据特点进行改进,对北京北五环部分路段开展GMTI实验研究。结合地面同步实验进行验证分析,结果表明:1) TerraSAR-X数据能够应用于GMTI,但干涉相位受干扰严重,使用统计的方法确定ATI相位阈值易发生过度估计,导致大量漏检;2)基于车速先验知识确定相位阈值,利用图解法确定ATI幅度阈值,能够有效地改善检测结果。本文方法检出率和正确率分别达到70%和87.5%,证明了其对TerraSAR-X数据的适用性,反映出TerraSAR-X数据在GMTI应用中的潜力。     

GPGPU Accelerated Fast Convolution Back-Projection for Radar Image Reconstruction

This paper describes a parallel fast convolution back-projection algorithm design for radar image reconstruction. State-of-the-art general purpose graphic processing units (GPGPU) were utilized to accelerate the processing. The implementation achieves much better performance than conventional processing systems, with a speedup of more than 890 times on NVIDIA Tesla C1060 supercomputing cards compared to an Intel P4 2.4 GHz CPU. 256×256 pixel images could be reconstructed within 6.3 s, which makes real-time ...     

基于距离度量学习的SAR图像识别方法

针对合成孔径雷达（synthetic aperture radar,SAR）图像样本数据有限,且不同类别间的图像区分度不高导致识别困难的问题,提出一种应用于SAR图像识别的距离度量学习方法.该方法使用CNN网络得到图像的特征分布,利用LSTM网络加强图像间的关联性,基于余弦相似距离度量方法计算图像之间的匹配度,通过注意力机制后对结果进行分类.训练过程结合小样本学习的训练方式,采取预训练的策略进行实验.实验以公开的MSTAR数据集进行SAR图像识别,结果表明该方法准确率达到99.3%,比SVM方法提升2.5%.      

星载聚束式合成孔径雷达线性调频信号的频率Scaling算法

将频率Scaling算法(FSA)引入到聚束式星载合成孔径雷达(SAR)成像应用中,提出了直接对距离向线性调频信号进行频率Scaling操作来完成距离向聚焦的方法,并采用方位压缩的办法来解决方位向脉冲重复频率(PRF)过高的问题．点阵目标实验仿真结果证明了该算法的可行性和有效性．     

一种基于保留边缘的SAR图像相干斑滤除方法

研究一种能保持边缘的星载ＳＡＲ图像相干斑噪声滤除方法,常规滤波算法在滤除噪声的同时也带来了图像边缘模糊问题,利用多种检测图像边缘算法的有机组合,首先提取出图像边缘,然后将边缘从图像中剔除,对剩下的无边缘噪声图像用改进Ｌｅｅ滤波法进行噪声抑制,再把边缘图像加入,最后得到了能保持边缘的ＳＡＲ图像相干斑滤除图像。用实际数据进行检验,并和常规方法得到的结果比较,验证了本算法的有效性。     

机载合成孔径雷达实时成像处理系统研究

为了实现对机载合成孔径雷达(SAR)数据的实时成像处理,提出了一种基于数据划分的机载合成孔径雷达实时成像处理系统的硬件平台结构,分析了它的优点和约束规则.根据机载SAR距离多普勒(RD)成像算法,提出了基于数据处理粒度的SAR成像处理实时性的分析方法,并对机载SAR实时成像处理系统进行了分析.给出了实时成像处理机的实现,并用实测数据的实时成像结果验证了理论分析的正确性.     

基于GNSS卫星信号的多基SAR系统性能

为解决基于GNSS卫星信号的星机多基SAR系统信噪比低的问题,提出几种改善系统信噪比的方法.分析了GNSS卫星信号源的信号特性及GPS信号的雷达模糊函数,研究其作为多基SAR系统发射信号的适用性,推导了雷达方程,并分别对点、面目标的信噪比进行分析.结果表明:作为系统照射源的GNSS信号具有良好的距离、速度分辨特性.采用适当的信号处理方法,可有效改善系统信噪比,满足多基SAR成像的要求.     

合成孔径雷达回波信号线性调频特性分析

本文从合成孔径雷达(SAR)回波信号的特点出发,对SAR回波信号的线性调频特性、频谱特性进行了详细的分析.由于SAR回波信号的线性调频特性,对方位向和距离向的SAR信号进行脉冲压缩,可实现SAR回波数据的成像.本文首先构建了二维线性调频信号,分别通过两个一维傅立叶变换实现对信号的脉冲压缩,并对压缩后的波形进行质量评估,可以得到积分旁瓣比小于-10dB的信号质量.通过这种仿真过程,实现对SAR成像算法的进一步理解.