基于干涉Cartwheel编队构形的系统参数定标

干涉Cartwheel是实现星载合成孔径雷达干涉测量(InSAR)的一种编队卫星构形。它能利用相对稳定的星间基线进行干涉测高,并通过系统参数定标获得高精度的地面数字高程模型(DEM)。首先利用干涉Cart-wheel的几何构形,建立了多基线干涉平台待定标参数之间的关系。然后在精确的星间测距基础上,将待定标参数关系引入到各干涉平台定标方程中,提出了多干涉平台联合定标算法。该算法利用干涉Cartwheel构形的冗余信息,不仅能一次联合修正多个干涉平台的系统参数,而且降低了地面定标控制点的实现要求。仿真表明该算法能给出较好的参数定标结果,并重建出精确的地形高程。     

车载全极化InSAR系统通道误差校正

车载合成孔径雷达(automobile-based synthetic aperture radar,AutoSAR)系统具有灵活性和低实验成本性。基于车载系统的研究成果可应用于机载和星载SAR系统。针对车载全极化干涉合成孔径雷达(Interferometric SAR,InSAR)系统存在通道误差的问题,提出了系统极化通道内和通道间幅相误差提取和校正方案。该方案利用场景中的强点目标和分布目标完成通道误差提取和校正,无需系统内定标信号,易于实现。实测数据的结果表明系统通道误差得到了良好的校正,证明了该方案的有效性。     

机载干涉合成孔径雷达数据处理方法研究

针对机载InSAR的大下视角和高分辨率,干涉图中小阴影区域多,提出了一种幅度非统计滤波和相位统计滤波的联合滤波方法,来提高机栽InSAR干涉相位图的相干性.针对大规模相位图分块相位展开给出了一种图像拼接的代价函数.对机载双天线单航过实测数据的处理结果,证明了滤波方法的有效性.经过滤波之后,相位质量明显改善,分块展开干涉相位图,最后利用代价函数拼接得到机载InSAR实测数据完整的相位展开图.     

星载寄生式InSAR系统DEM重建问题

数字高程模型DEM重建是星载寄生式干涉合成孔径雷达InSAR信号处理的重要一步,是利用干涉图和卫星参数等来求解地面高程及位置。针对星载寄生式InSAR构成为双站的特点,在重建方法上进行了相应改进。通过分析重建方程组可知,重建高程精度对系统基线误差很敏感,对此提出了利用控制点来减小基线误差对重建高程精度的影响,并进行了定量分析。     

基于微动调制的InSAR有源干扰方法

鉴于微动调制能够有效地对合成孔径雷达（synthetic aperture radar, SAR）进行干扰,研究基于微动调制干涉合成孔径雷达（interferometric synthetic aperture radar, InSAR）有源干扰方法。基于InSAR信号模型研究了微动调制干扰对InSAR的干扰原理,进一步分析了干扰效果与关键干扰参数之间的关系,并利用仿真进行了验证。研究表明,该干扰方法能够在InSAR图像中形成沿方位向分布的形似“连续的栅栏”或“离散的栅栏”的多假目标,“栅栏”的间隔和长度由微动调制参数决定,“栅栏”的高度由干扰机的高度和发射功率共同决定。     

多频-多基线MIMO InSAR及其性能分析

研究了一种基于多发多收技术的多通道干涉合成孔径雷达工作模式(MIMO InSAR)。该模式将多通道干涉合成孔径雷达中常用的多频技术与多基线技术相结合,通过多发多收技术形成比物理接收相位中心数量更多的等效接收相位中心,从而增加了独立干涉相位的数量,提高了高程估计的可靠性和精度。从理论上对MIMO InSAR模式的性能进行了分析,并通过数值仿真验证了该工作模式的良好性能。     

一种内部参数可变的摄像机自定标新方法

在计算机视觉的研究中 ,定标、运动、结构与匹配是常用到的 4个方面的信息 ,而定标是进行运动和结构分析的必要条件 ,不需要参照物而利用图像系列进行摄像机自定标问题在 2 0世纪 90年代初就有所突破。然而 ,大多数自定标研究仍然集中于在视觉任务完成过程中摄像机内部参数固定不变的情况 ,在内部参数发生变化时 ,这些方法还不能适用。扩展以前利用Kruppa方程进行摄像机自定标的方法 ,通过对基础矩阵进行奇异值分解(SVD) ,将Kruppa方程简化 ,得出了一种可处理内部参数发生变化时的摄像机自定标方法。仿真实验证明了该方法的可行性。     

基于信号子空间处理的ATI误差校正方法

在机载合成孔径雷达/地面动目标指示(SAR/GMTI)应用中,各误差因素常使得沿航迹干涉(ATI)方法失效,限制其实际应用。推导并仿真了同步定时误差和姿态误差引入干涉相位误差,导致ATI动目标检测性能下降的情况,提出了一种基于信号子空间处理的解决方法,并对以上误差情况分别进行了分析和校正。仿真结果表明,该方法可使ATI对误差因素的敏感度下降,从而提高动目标检测性能,扩大ATI的适用范围,具有一定的工程参考价值。     

星载干涉SAR阴影及叠掩区域相位重构方法

针对星载干涉合成孔径雷达(interferometric synthetic aperture radar, InSAR)定位过程中的问题,分析了星载InSAR阴影区域干涉相位图的相位特点,结论为在距离向上阴影区域两个临界端点处的相位差很小。在该结论的基础上给出了阴影区域的相位重构方法,该方法有效解决了阴影区域相位在解缠时不能传递正确的缠绕周期。建立了InSAR叠掩区域相位模型,推导了叠掩区域的相位特性,并针对该特性给出了叠掩区域的相位重构方法。仿真结果表明了阴影和叠掩区域相位重构方法的有效性和实用性。     

基于回波数据的机载双天线InSAR运动补偿

基于定位定向系统(position and orientation system,POS)测量数据实现补偿不适用于基线非刚性的系统,因而研究了基于回波数据的干涉相位误差补偿方法——频谱分割方法,分析了干涉相位误差与载机姿态变化造成的斜距误差之间的关系,阐明了算法原理及适用条件.分析了算法的关键参数对补偿精度的影响,提出定量化的选取标准.基于相位误差随距离向变化的模型,改善了算法精度,给出了算法流程.最后利用该算法处理了实际机载双天线InSAR数据,结果表明该方法具有较高的精度,可以在缺乏测量数据的情况下完成干涉相位误差补偿.     

高光谱图像快速Gram行列式端元提取优化方法

高光谱图像快速Gram行列式端元提取算法基于高光谱图像最大单形体体积标准,具有容易理解、算法复杂度低、无需降维处理等特点,但是其在进行端元提取时,采用的计算公式仍需进行矩阵求逆,随着端元的逐个求解,矩阵维数增多导致计算量增加。由于端元提取时获得的端元Gram矩阵满足对称特性,引入埃尔米特矩阵(Hermitian matrix)分块求逆引理,简化矩阵求逆处理,优化快速Gram行列式端元提取方法。采用美国Cuprite矿区的机载可见光/红外成像光谱仪(airborne visible/infrared imaging spectrometer,AVIRIS)机载高光谱图像进行实验验证,并对该方法在不同初始化条件下的求解结果进行分析,结果表明快速Gram行列式端元提取方法会受到初始条件的影响,在端元、像元数量增加时所提方法可提升计算效率。     

多目标攻击条件下的作战任务分配模型研究

作战任务分配是现代多用途战斗机火控系统的核心,也是任务管理系统中的关键性的问题.首先运用信息熵方法,结合主客观两方面的因素对多目标攻击条件下的任务进行优先权分析,然后建立起传感器作用于任务的效能矩阵,在此基础上运用蚁群算法来确定任务最优分配方案.仿真实例表明该任务分配模型对于多目标攻击条件下的任务分配具有一定的可行性和实用性.     

机载自卫有源压制干扰效果评估模型研究

机载自卫有源压制干扰系统是攻击机进行攻防对抗过程中必不可少的电子支援系统。对机载自卫有源压制干扰系统与制导雷达武器系统进行了建模与仿真,建立了制导雷达的发现概率模型。通过对雷达制导武器系统作战性能的分析,给出了机载自卫有源压制干扰的最大和最小干扰距离方程,并根据此方程获得战场想定下的实时干扰功率和接收机灵敏度的数学模型,对机载自卫有源压制干扰时机进行了分析。通过对仿真结果及相应图表的分析,对比了不同条件下干扰效果的变化情况。     

机载传感器多目标优化管理算法研究

提出了一种机载传感器多目标优化管理方法。该方法考虑目标状态估计精度,采用交互多模型滤波算法进行传感器量测信息滤波,进而实时计算传感器目标探测跟踪的信息矩阵。在此基础上,采用多目标优化算法以目标信息矩阵、传感器数量和目标被探测数量为指标进行传感器资源的优化配置,实现机载多传感器资源的有效配置和管理。进行了该传感器多目标优化管理算法的仿真研究。研究结果表明提出的传感器管理算法能够快速、有效地完成传感器资源的合理配置。     

机载差分GPS效能室内评估系统构建方法

针对机载全球定位系统（global positioning system, GPS）只能进行局部半物理仿真或外场试飞验证,而无法实现机载差分GPS (differential GPS, DGPS)硬件在环（hardware-in-loop, HIL）全方位高动态室内仿真、测试与评估的问题,提出一种基于实时仿真技术,利用GPS仿真模拟器和DGPS接收机,在实验室静态环境下,采用实时动态(real-time kinematic, RTK)载波相位差分法,对机载DGPS效能进行全方位高动态的室内评估系统构建方法。利用该方法构建的评估系统获取了机载GPS在差分和单点两种工作方式下的实验数据,通过比较分析单机GPS与DGPS所得的实验数据,验证了机载GPS差分方式在定位精度上是单点方式下定位精度的4~5倍。该系统能够在实验室静态环境下,全方位高动态模拟机载DGPS外场试飞的全过程,实现了在室内静态环境下对机载DGPS效能进行考核评估,并为今后机载DGPS效能的室内评估提供了实验依据和技术支撑。