可变先验贝叶斯学习稀疏SAR成像

针对合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)在稀疏成像中, 传统贝叶斯机器学习算法存在先验固化、成像结果容易过拟合等问题。提出一种可变成像先验贝叶斯(varying imaging prior Bayes, VIP-Bayes)学习稀疏SAR成像算法。首先, 引入可动态灵活表征目标散射特征的广义高斯分布先验。然后，在贝叶斯推理框架下进行分层建模, 后验分布推导。最后, 针对常规吉布斯采样算法无法采样复杂后验分布的问题, 引入哈密顿蒙特卡罗(Hamiltonian Monte Carlo, HMC)采样算法进行求解。另外, 考虑到HMC算法对非平滑后验分布无法采样，因此引入近端算子, 进行近端梯度近似, 提出近端-HMC(proximal-HMC, P-HMC)算法。P-HMC算法可有效解决非平滑后验采样问题。因而可实现VIP-Bayes稀疏成像。通过仿真数据进行算法有效性验证, 选取SAR实测数据与多种算法进行成像对比实验, 利用相变热力图对算法成像性能进行定量分析，验证了所提算法的实用性和优越性。     

基于乘积调制的SAR灵巧干扰方法

噪声乘积调制不仅能获得雷达处理增益, 还能自动瞄准信号频率, 被广泛应用于目标突防等重要作战场景。借鉴其基本原理, 提出了对合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)的乘积调制灵巧干扰方法, 在不改变截获信号调制流程的基础上, 仅通过线下模板设计, 即可灵活选择压制或欺骗的不同干扰效果。首先建立了干扰信号模型, 推导分析了其成像结果, 继而详细阐述了调制模板的生成方法; 最后, 从理论上分析了干扰的性能情况。仿真结果表明, 所提的干扰方法能仅通过设计不同的调制模板即可实现场景压制或虚假目标欺骗, 干扰效果对侦察精度的依赖性较小, 干扰调制流程简单高效, 便于工程实践。     

基于组稀疏的极化差分SAR层析成像方法

差分合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)层析成像通过多航过数据重建观测目标的后向散射系数和视线方向形变速率。将全极化与差分SAR层析相结合,针对城市建筑成像高程向稀疏的特点以及全极化数据反演中,信号稀疏支撑集相同的特点,提出将稀疏约束与组稀疏约束相结合的求解模型,用基于层次稀疏的阈值迭代方法进行求解。通过仿真实验和基于BioSAR 2007实测数据的半仿真实验验证,实验表明全极化差分SAR层析成像方法,重构结果相较于单极化,提高了高程向和形变速率精度,且有更好的鲁棒性,在信噪比为10 dB时,相较于单极化差分SAR层析成像方法,能更好恢复高程向信息和形变速率。     

基于多模态特征的光鄄SAR 图像融合配准算法

针对可见光和合成孔径雷达(SAR: Synthetic Aperture Radar)图像融合问题, 在图像预处理基础上, 从像素级特征、纹理级特征及边缘轮廓特征等多模态入手, 优化现有同源图像的配准融合算法。利用改进的SURF(Speeded Up Robust Features)算子、纹理分析及轮廓提取算法, 获取待融合图像的多模态和多尺度特征。通过模糊尺度标准化, 使异源图像特征对能更好地适应特征间的差异性, 从而能进行相似性的比较, 结合模糊相关系数法, 确保配准融合的精度, 实现光鄄SAR 图像信息的有效融合。与传统配准融合方法进行比较的实验结果表明, 该算法可提高光鄄SAR 配准的精度和适应性, 使配准融合的平均准确率达到87. 7%, 可满足较高精度的配准融合需求。     

基于不同频率的动态人体模型的SAR研究

为研究人体处于动态时对电磁辐射的吸收情况,基于时域有限差分法建立了步行和跑步两态的非均匀的三维动态人体模型,在0.9 GHz和2.4 GHz下采用半波偶极子天线贴近人体皮肤表面处对人体的SAR值进行仿真,得到其在不同频率和不同位置下的SAR值.仿真结果表明,无论在人体步行还是跑步过程中,频率越大,人体对电磁辐射的吸收越多,对人体危害越大,同时步行和跑步过程中对电磁辐射的吸收也不同.     

基于局部统计的自适应SAR图像去噪算法研究

合成孔径雷达(SAR)图像固有的相干斑噪声对图像质量有严重影响,使检测、识别等进一步应用受到很大限制.相干斑噪声是一种乘性噪声,传统的空域去噪算法(均值滤波、中值滤波)难以将其消除.针对SAR图像的去噪问题,本文研究了Lee滤波和Kuan滤波两种基于局部统计的自适应去噪算法,给出了MATLAB实现并在MSTAR的SAR图像上进行实验.结果表明,Lee滤波和Kuan滤波都能够有效抑制SAR图像的相干斑噪声,去噪图像更平滑,目标更清晰.与传统的均值滤波和中值滤波相比,这两种基于局部统计的自适应去噪算法在视觉效果、方差和等效视数等评价指标上取得更好效果.     

一种基于星载SAR编码有源定标器的电离层TEC测量方法

针对电离层对星载SAR线性调频信号影响与频率有关的特点,结合正负调频率的线性调频信号受电离层影响会出现脉冲信号的压缩和展宽现象,提出了一种基于星载SAR编码有源定标器的电离层TEC测量方法.利用编码有源定标器可以实现调频率反向的功能,通过分析调频率反向和不反向两种信号的相位差以及脉压后的位移差实现电离层TEC的精确测量,该方法不依赖于SAR与有源定标器之间的距离以及SAR发射信号的相位,减小了电离层TEC测量的误差因素,提高了电离层TEC的测量精度.针对BIOMASS,TerraSAR-L以及HJ1C三部不同频段的SAR系统进行了仿真分析,仿真分析结果与理论计算一致,证明了该方法的有效性.     

一种基于信号稀疏分解的SAR相干斑抑制新方法

相干噪声是合成孔径雷达研究的热点问题,传统的相干噪声抑制方法有的造成分辨率下降,有的图像边缘难以保持,本文介绍了一种新的信号处理方法,即稀疏成份分析,并将其应用于合成孔径雷达的相干噪声抑制,实验结果证实这是一种抑制合成孔径雷达相干噪声的有效途径.     

基于MATLAB GUI的SAR杂波统计建模与仿真系统设计

SAR图像杂波统计特性研究对于SAR图像的解译具有十分重要的意义。利用MATLAB GUI工具设计了SAR杂波统计建模与仿真系统。详细介绍了图形用户界面的制作方法以及软件的设计与实现过程。并利用该系统对机载SAR数据进行了实验。系统具有图像预处理、杂波统计分析、杂波仿真、相干斑抑制等功能,界面友好、操作方便,且具有可扩展性,可用于与SAR有关的教学、科研与实验分析。     

一种改进的分块自适应压缩算法

针对高分辨合成孔径雷达(SAR)中高数据获取率与有限的存储设备容量及数据传输设备带宽之间的矛盾,在分析传统的分块自适应(BAQ)压缩算法的基础上,给出了一种新型的、改进的指数型BAQ压缩算法。通过用指数值替代幅度均值的方法来对采样数据进行压缩,同时采用了以四个分查找表和比特位移操作共同处理采样数据的新方法,成功地减小了查找表的大小,降低了对数传系统和存储设备的要求,提高了查找速度。