基于属性散射中心的SAR成像方法

传统合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)成像技术假设目标回波是由各向同性的点散射模型的相干叠加形成, 在大转角成像时不再适用。且各向同性的散射模型忽略了目标同一结构像素间的相关性, 容易导致结构不连续, 给后续目标识别带来困难。为此, 本文提出了一种基于属性散射中心模型的SAR成像算法, 利用不同散射中心表现出的不同特性对其分别进行成像, 增强属于同一结构的像素间的相关性, 提高SAR图像的可视性。最后, 基于仿真和实测数据实验结果, 验证了方法的有效性, 与现有算法对比, 所提算法的图像质量在定性和定量评价指标上都有所提升。     

SAR成像导引头干扰建模评估与仿真系统设计

针对SAR成像导引头干扰的仿真、验证和评估等问题,论述了SAR成像导引头干扰的建模与评估,以及仿真系统的设计.该仿算系统能在信号级进行目标环境、干扰和导引头的建模与仿真,模拟出多种干扰信号存在的情况下,信号环境模拟、回波信号采集、信号处理等处理过程,并能对干扰效果进行评估,通过仿真试验验证了仿真系统的有效性和实用性.该...     

高炉浓尘环境料面散射特性建模与成像

工业恶劣成像环境下的雷达图像常存在对比度低和清晰度差等问题,质量退化的图像直接影响计算机视觉任务的处理效果以及目标参数反演结果。因此,对高炉料面后向散射进行建模,并针对弥散浓尘环境下的随机粗糙料面成像,提出一种基于衰减补偿和散射修正的成像方法。考虑微波沿空间路径的传播损耗,在回波模型中加入环境因子,采用瑞利散射和积分方程法分别求解衰减系数和粗糙面的后向散射系数,从传输损耗和散射机理出发,对图像进行损耗补偿以及目标像素亮度的提升,减小图像因成像环境、目标距离以及表面起伏形状不同造成的信号强度差异。通过南钢3号高炉雷达数据验证算法,目标像素亮度差异平均减小4.33 dB,有效改善雷达成像中高炉径向距离起伏料面的成像性能。     

角度截断双尺度模型模拟粗糙海面后向散射特性

针对传统双尺度法中尺度截断波数的选取尚无统一标准可依的情况,提出了一种基于局部入射角划分来选择相应的海面电磁散射计算方法的角度截断双尺度模型：局部入射角小于限定角（约为20°）时,使用基尔霍夫近似计算占主导的镜反射分量;当局部入射角大于限定角时,用微扰法处理小尺度粗糙度所支配的漫射分量。该模型充分利用了基尔霍夫近似和微扰法各自的优点,同时避免了选取截断波数的棘手问题。应用该模型计算并讨论了风速、极化状态以及风向对后向散射系数的影响,并与实验数据进行了比较,取得了较好的吻合,证明了该模型的有效性。     

星载SAR海面顺轨干涉仿真研究

星载SAR海面顺轨干涉(ATI)仿真对理解海面ATI成像机制、指导海洋遥感SAR系统设计具有重要意义.在基于时序的星裁SAR海面场景回波生成基础上,对海面ATI展开仿真研究,内容包括顺轨编队设计、海面建模、海面电磁散射建模、动态场景回波生成、SAR成像和AtI数据处理,给出单色波和分形海面仿真实例,ATI处理结果表明该星载SAR海面顺轨干涉仿真思路有效.     

高分辨水下目标近场二维散射特性计算及仿真

基于转台成像的原理和卷积反投影(CBP)的成像算法,实现了高分辨率水下复杂形状目标的近场高频二维声散射特性的计算.首先采用理论建模方法数值计算得到潜艇目标的近场高频回波仿真数据,然后采用CBP进行近场转台成像处理,得到潜艇近场距离-方位二维声图像.仿真结果清楚地给出潜艇目标强散射点的二维位置.利用该方法可以有效地预测水下目标的散射特性,为目标特征缩减和目标识别提供重要的依据.     

一种改进的双基地SAR数值计算传递函数成像算法

针对收发平台等速度平行飞行双基地SAR条带工作模式,提出了一种改进的双基地SAR数值计算传递函数成像算法.算法通过数值计算得到双基地二雏传递函数,通过场景坐标系向方位-斜距平面的映射校正了原算法中存在的沿距离变化的方位位置畸变,进而采用常规单基地SAR成像处理流程实现对双基地SAR回波数据的成像处理,最后通过点目标仿真验证了算法的有效性.由于距离徙动校正不需要插值计算,因此计算效率较高,适合进行高速并行成像处理.     

复杂场景散射中心模型化与雷达成像应用

在复杂场景中, 目标与环境之间的耦合散射会造成雷达图像特征的干扰, 这一问题给雷达目标自动识别与跟踪技术带来了困难, 成为雷达、电磁领域持续关注的热点研究问题。目前, 使用传统的电磁数值计算方法对复杂场景散射问题进行仿真, 所需计算资源巨大, 耗时很长, 而且多限于针对单一类型复合目标, 难以满足实际工程应用需求。针对此问题,提出了复杂场景散射中心模型化的方法, 集成散射中心模型、物理光学法、积分方程法、四路径模型、射线追踪等方法为一体, 实现了复杂场景、群目标雷达成像快速仿真。本文给出了三种有代表性的复杂场景的逆合成孔径雷达成像仿真结果, 验证了本文方法的可行性及泛用性。     

中段目标微运动建模方法与宽带雷达回波仿真

改进了中段目标微进动动力学参数模型,建立了微进动目标数学描述方程,从中段目标的外形特征、运动特征及散射特性全面阐述了中段目标的物理特性,提出了中段目标的移动散射点模型,最后给出了仿真结果,为中段目标识别提供了重要基础。     

基于合成孔径方法的潜艇二维高频声散射特性分析

水下复杂形状目标的散射特性预测一般采用真实孔径成像,但其存在图像分辨率难以提高,无法获取复杂目标的精细结构特征的弱点.而相比之下,合成孔径声纳成像方位分辨率很高,成像质量有较大改善,因此我们依据潜艇散射的物理声学Kirchhoff积分原理和CAD技术,通过对潜艇建模仿真得到其散射回波数据,进而采用合成孔径技术实现对潜艇二维声散射特性的分析,得到了高分辨率的二维声图像.在一些水下装备的研制论证阶段,采用该方法可以有效地预测其散射特性,为设计低目标强度的装备提供依据.     

基于载机运动特征的FMCW SAR前视成像仿真分析

基于阵列技术的机载前视线性调频连续波(FMCW)合成孔径雷达(SAR)能对载机前方区域高分辨成像,且能满足机载SAR小型化的需要。针对前视成像若不考虑载机运动时信号模型不完整和系统应用受到制约的问题,提出基于载机运动特征的FMCW SAR前视成像。分析了前视FMCW SAR与脉冲SAR信号收发模式等问题的异同,建立了基于载机运动特征的前视FMCW SAR信号模型。分析了载机运动的影响,并重点讨论了载机运动引入的多普勒频率偏移。结合距离-多普勒(RD)算法流程给出了多普勒频率偏移的补偿方法并进行了仿真研究。结果表明,载机运动会引起点目标航线向主瓣展宽、旁瓣畸变以及目标位置的搬移,通过补偿可有效消除载机运动的影响。     

复杂环境下的舰船航迹仿真

舰船航迹仿真对航迹成像和检测的研究有着很重要的意义，但现有的仿真方法大都局限于航迹主模式的模拟。作者在充分考虑到舰船航行时的复杂环境的前提下，提出了一种较为全面的航迹仿真方法。在模拟航迹主模式的基础上，借助粒子系统的思想加入湍流航迹；在模拟背景中加入海浪，借助OpenGL实现了有大雾或者云层遮挡下的航迹效果。该方法得到的结果对航迹检测算法提供了更为有效的试验条件及检验依据。     

鱼雷尾流追踪弹道设计与仿真

建立了较完备的尾流仿真模型,给出了尾流空穴模型和机动目标尾流的正确描述。建立了尾流检测模型,给出了仿真原理及快速仿真算法。为尾流追踪弹道设计提供了良好的仿真平台,仿真结果表明,该系统完全可以用于弹道设计的数学仿真试验。     

一种舰船目标SAR回波的快速仿真方法

为满足合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)在海洋遥感的应用需求,提出一种舰船目标SAR成像的快速仿真方法。对成像场景中重点关注的目标进行精确电磁建模,并利用"四路径"模型计算目标与海面的复合散射回波,对海面背景采用散射面元法计算回波;将舰船复合散射回波与海面回波进行合成得到总的SAR回波,利用聚束SAR成像处理方法获得SAR图像。结果表明:该算法避免了对整个成像区域进行复杂的电磁仿真,能够有效降低对海面大场景的电磁计算效率。由于在目标区域采用高频电磁算法,保留了目标的电磁散射的精细结构,为精确模拟SAR回波提供了一种准确而高效的仿真算法。     

An Algorithm for Ship Wake Detection from the SAR Images Using the Radon Transform and Morphological Image Processing

1. INTRoDUCTIONGreat advance in SAR imaging technology has promoted the imag6 data study from ajl-weather space--borneobserwtions. lt has become known that a moving ship may generate surface perturbation to form srvcalled V-shaPed Kelvin arms and turbulence wakes, which can be sensed from SAR obserwtions. Bright or dark streaksof radar echo (backscattering) in SAR image can be identified as a detection of a moving ship. IIiformationabout the ship location, moving direction, and even i…     

Model Simulation and Eigen-Analysis for Polarimetric Scattering from Tree Canopy in SAR Imagery

1.INTRODUCTIoNSatellite-bornemicrowaveremotesensingisaprimarytoolfortheglobalsurfacemonitoringbecauseofthepotentialofmicrowavetoobservetheearthsurfacestbIoughcloudsandtoprovidetheinformationoftheiaternalpropertiesofsurfacecovers.Greatadvanceofsatellite-borenmicrowaveprogramssuchasactiveSAR,ERSscatterometerandsoonduringtherecentdecadeshaspromotedthestudyoftheoreticalmodeling,datacalibration/validation,imageanalysis,surfaceclassification,andparameterinversionfortheseprograms.InthepaPer,to…     

一种双天线SAR运动目标成像系统仿真

提出了一种DPCA联合MDCFT的双天线SAR运动目标成像系统.将MDCFT变换应用于经过DPCA杂波对消后的信号,在MDCFT幅值平面内同时完成对运动目标的检测和多普勒参数的估计.建立了适合SAR系统的MDCFT模型,对杂波对消后回波数据的MDCFT幅度值分析证明了该方法的可行性和有效性.在分数阶博立叶域进行滤波以消除杂波对相位的影响,进而利用通道间的相位差和多普勒中心频率对运动目标准确定位.利用大量的仿真实验对该系统的功能进行了验证.     

基于粒子模型的飞机尾流雷达回波仿真

飞机尾流探测是国际航空安全领域研究的热点.研究飞机尾流雷达回波信号仿真技术,提出了基于粒子模型的尾流雷达回波信号仿真方法,给出了尾流目标的对数螺线运动模型和尾流粒子脉冲多普勒雷达回波模型,分析了尾流各演化段的粒子分布特点.最后仿真结果表明尾流雷达回波频谱是展宽的,具有独特的时频分布演化特点.该仿真研究将有助于机场飞机尾流检测,对预防飞机事故,提高机场飞行容量具有积极意义.     

基于特征空间决策的SAR图像舰船尾迹检测算法

分析了合成孔径雷达(SAR)图像中舰船尾迹的线性特性。由于引起SAR图像线性特征的因素很多,因此针对常规Radon变换域中尾迹峰值检测的不确定性问题,提出了一种基于特征空间决策的尾迹检测算法。该算法首先门限化图像的Radon变换系数,提取出所有可能的峰值点;然后对这些相应的局部峰值的"截面"进行连续小波变换峰值匹配,再根据提取到的参数形成决策矢量在特征空间中进行决策。对仿真和实际数据处理的结果表明,该方法能有效、准确地检测到SAR图像中的舰船尾迹。