编队干涉SAR系统空间构形倾角确定准则研究

基于直角坐标系三维相对位置表示系统空间基线,提出了编队干涉SAR系统的构形倾角选择原则.以编队系统相对运动特性为出发点,从InSAR成像几何角度建立了编队干涉SAR系统高程测量模型并推导了系统高程测量误差影响模型.进而,给定空间基线各分量测量误差,在有效基线和投影基线固定情况下分别推导了系统构形倾角与高程测量误差的关系并进行了理论分析.数学仿真结果表明:当系统有效基线长度固定时,可以近似认为系统构形倾角不影响高程测量精度;当系统垂直于飞行轨迹向投影基线固定时,取系统构形倾角近似等于雷达波束中心视线角可以使基线测量误差对高程测量精度影响最小.     

矩阵条件数在机载InSAR参数定标中的应用

机载干涉合成孔径雷达参数定标中,敏感度方程的应用普遍。定标参数的精度取决于敏感度矩阵的条件数。利用条件数在线性方程组求解中的应用,优化了机载InSAR定标性能。针对机载InSAR定标方程中的敏感度矩阵,基于矩阵最小条件数理论,提出了定标参数组合方案和地面控制点布放方案。实验采用真实干涉合成孔径雷达数据,结果验证了方法的有效性。     

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。     

分布式卫星SAR系统时变基线补偿方法

针对分布式卫星合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)系统中星间基线时变导致高程干涉相位补偿困难和SAR图像对相干性下降的问题,从分布式卫星SAR系统的观测几何构型出发,提出了一种时变基线补偿方法。该方法采用总体最小二乘法拟合航迹方程,并依据方程参数重构虚拟的平行航迹,通过补偿原航迹和新航迹上的观测波程差获得等效的固定基线回波数据。仿真实验表明,采用该方法进行时变基线补偿后,能有效提高SAR图像对的相干性和地面动目标检测(ground moving target indication, GMTI)性能。     

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.     

一种利用遗传算法的极化定标算法

由于极化合成孔径雷达发射与接收端受通道幅相不平衡、天线串扰、电磁波传播特性和系统噪声等因素影响,造成遥感数据不能反映真实目标特性。为获取目标的准确特征信息,必须对遥感数据定标。针对利用已知分布目标散射阵的极化定标问题,提出了一种基于复数纺码的遗传算法求解具有多变量、超定、非线性方程组的极化定标。文中详细分析了遗传算法及其三种实现,并通过仿真实验证实了该算法的有效性。     

基于InSAR构型的地面运动目标检测与测速方法

提出了一种基于干涉合成孔径雷达构型的地面运动目标检测及测速定位新方法。该方法在高程相位和动目标相位耦合的情况下,充分利用相应像素对及其相邻像素对的相干信息进行高度补偿从而进行动目标参数估计。针对干涉合成孔径雷达（interferometric synthetic aperture radar, InSAR）系统中由于长垂直基线导致杂波自由度随地形起伏大大增加等杂波抑制问题,在处理过程中引入了联合像素法,进一步提高了动目标检测和测速精度。通过仿真验证了该方法的有效性。     

校正法拉第旋转影响的极化SAR图像定标算法

提出了一种改进的极化定标算法,应用于受法拉第旋转影响的极化SAR图像定标.假设系统具有良好的极化隔离度,即极化通道间串扰可忽略,将三角反射器作为点目标定标体,利用各通道测量值与定标体的理想散射矩阵元素间的关系,依次对通道不平衡度、法拉第旋转和绝对幅度增益进行校正.给出了算法步骤,实验的数值结果和点目标的极化特征图都验证了定标算法的有效性.     

分布式小卫星联合多普勒解模糊SAR成像

针对分布式小卫星体制提出联合多普勒解模糊SAR成像算法,实现低方位重频采样下的高分辨宽测绘带SAR成像。该算法可以有效校正垂直基线,进而解决其对多普勒解模糊性能的影响。不但校正了垂直基线对应的非空变部分和空变部分,而且结合多普勒解模糊算法校正了残余的垂直基线相位项,从而可以保证多普勒解模糊算法精确实现。另外,针对算法精度进行详细分析,增强文章的工程应用价值。最后,利用仿真实验数据验证算法的有效性。     

基于路网信息辅助的多星编队系统SAR-GMTI动目标径向速度估计与重定位方法

针对混合多基线系统构型下由动目标高程导致的目标径向速度估计偏差和定位偏差问题，提出一种基于路网信息辅助的动目标径向速度估计与重定位方法。首先，利用目标邻域杂波样本估计动目标的高程干涉相位导向，并结合路网先验信息补偿目标成像位置与其真实位置之间的高程差；然后，采用自适应匹配滤波算法估计目标的径向速度，并进一步将目标径向速度估计及重定位结果与路网信息进行匹配，以消除虚假估计；最后，将目标径向速度估计与重定位结果用于辅助目标高程补偿，并通过迭代处理获得最终结果。基于多星仿真数据的实验结果表明，所提方法能够有效消除目标高程影响，提升多星编队系统在地形起伏背景下的目标径向速度估计和重定位性能。     

基于多适应值全参数自主变异粒子群的立体相机标定

基于视觉测量的目标参数获取为仿真系统的性能分析与评估提供可信的数据支持,相机参数标定的精度又决定着测量结果的可靠性。提出采用多适应值全参数自主变异粒子群的相机标定方法,利用传统标定法获取相机的初始内参,通过惯性系数收缩调整、给出基于粒距的全局因子学习调节策略、引入多适应值函数以及设计自主变异律,实现基于粒子群优化标定算法的快速和全局化收敛。实验结果显示本文方法在一定程度上提高了相机的标定精度并可以应用于实际工程之中。     

机器人结构参数辨识的两步法及其仿真

实际机器人模型同控制器中机器人模型之间的偏差影响了机器人的精度,可用标定方法校正此偏差。传统的单点标定方法,能简化标定操作但仍需测量设备,不利于现场标定。改进了单点标定方法,提出了一种现场应用中无需测量设备的单点两步标定新方法,即先标定出机器人结构参数对某一长度参数的相对值和关节码盘初始安装偏差,基于两点距离模型标定出此长度参数,得到所有的机器人实际结构参数。基于机械分析仿真平台—InteMech,设计了一套仿真试验方法,并给出了一个仿真实例。仿真试验表明该方法完全适合于机器人标定。标定模型基于D-H参数建模,通用性强,可扩展到多自由度机器人的标定。     

基于散射体模型的PolInSAR数据模拟反演研究

极化干涉合成孔径雷达(PolInSAR)测量是一种集极化雷达(PolSAR)和干涉雷达(InSAR)测量技术于一体的新的对地观测技术,利用极化干涉雷达数据提取地表植被垂直结构参数是当前极化干涉研究的热点问题.然而现在国内外适用于PolInSAR处理的数据都是重复轨道数据,其中应用广泛的是SIR-C/X-SAR数据,其成像时间在10多年前,成像区域植被高度及衰减系数大小无法考证,因此利用该数据进行反演,反演结果的精度无法验证,故有必要对极化干涉数据进行模拟来验证PolInSAR反演算法的优劣.提出了一种便于验证反演算法的基于散射体模型的PolInSAR数据模拟方法,并利用基于统计特征的反演算法验证了该数据的有效性.     

一种复杂背景下模板检测与定位的新方法

在基于摄像机的场景测量中,图像采集的同时需要获得摄像机的参数,即进行摄像机定标。在利用参照物的自动标定过程中,首要任务就是实现测量场景中参照物(或模板)的自动检测与精确定位。为此提出了一种复杂背景下模板检测与定位的新方法。该方法包括模板检测与精确定位两个步骤。前者利用图像分割与形态学方法实现模板的粗定位;后者则结合边缘检测和Radon变换等技术确定模板的精确位置。实验结果表明,该方法实现简单、性能可靠,可适用于各种复杂的场景图像中。     

合成孔径雷达干涉灵敏度方程的补充与修正

干涉灵敏度方程是干涉合成孔径雷达系统优化设计和干涉定标的重要工具。目前的灵敏度方程局限于正侧视干涉几何关系 ,且建立在电磁波波前的平面波模型、地球表面的平地模型基础上。对目前灵敏度方程进行补充和修正 ,扬弃平面波模型和平地模型 ,推导了斜视干涉几何关系下的灵敏度方程 ,并进行了比较分析。     

微观交通仿真模型参数标定方法改善研究

微观交通仿真模型参数标定是微观交通仿真技术应用的前提,针对模型参数标定类型划分和标定结果取值方法缺乏精细化分析问题进行改善研究,将参数标定体系划分为全局参数和局部参数,提出综合工程实测与智能寻优相结合的微观交通仿真模型参数标定方法,并以信息熵作为参数标定结果取值的分析指标,提出聚类递归的参数取值方法。结合信号交叉口实际调查数据设计对照仿真实验和交叉验证实验,证实改善方法的有效性。     

自主交会对接中运动参数的测量

探讨了基于双目测量系统实现自主交会对接中运动参数的一种测量方法。通过对系统数学模型的误差分析,确定标志点的检测精度是影响测量误差的主要因素。将系统中的标识点配置为圆形,利用最小二乘准则精确地估计标志像点的圆参数,以提高运动参数的测量精度。仿真实验中圆参数的估计可以达到亚像素的检测精度,验证了算法的有效性。     

综合孔径干涉辐射计系统仿真

为预测实际综合孔径干涉辐射计(synthetic aperture interferometric radiometer,SAIR)的系统性能,提出了一种基于系统信号流图的SAIR系统仿真技术,通过计算信号路径上各节点信号的均值和方差,生成高斯分布随机视函数集,采用离散傅里叶变换(discrete fourier transform,DFT)算法重构视场内的亮温分布,经过两点法校准得到最终的SAIR图像。利用该技术仿真了T型天线配置、每臂30元的SAIR系统在不同积分时间下对均匀背景上热点源的成像,仿真图像的信噪比与理论值吻合良好。仿真了同样天线阵配置,不同基线误差、通道幅相误差和不可分幅相误差水平下非理想SAIR系统的成像效果和亮温误差。仿真结果证明了该仿真技术的有效性。     

基于改进模拟退火算法的机器人最优构形研究

研究了机器人标定中最优测量构形的选择,目的是利用改进的模拟退火算法来选择机器人的一系列最优测量构形,以最小化参数估计中测量和建模误差的影响。为加快算法收敛速度,设计了一个合适的冷却进度表,并分析了冷却进度表中各因素交互作用对算法试验性能的影响。把实验结果与局部搜索算法的结果进行了比较分析,验证了该算法的实用性。