基于相位梯度自动聚焦的机载雷达成像试验

针对缺乏高精度机载运动测量系统情况下获得的某国产机载L波段合成孔径雷达(L-SAR)系统原始信号数据,采用完全数据驱动的基于相位梯度自动聚焦矫正信号相位的方法进行重聚焦成像处理试验.对点目标场景和分布目标场景的机载L-SAR信号数据成像处理试验表明:该成像方法能够有效地估计和补偿相位误差,从而获得方位向分辨率显著提高的机载L-SAR图像,是一种可以满足仅靠数据驱动实现高精度机载L-SAR成像处理的有效方法.     

改善机载雷达方位聚焦的成像处理试验研究

雷达（SAR）信号相位的稳定性对于成像处理后图像的方位向分辨率的高低有至关重要的影响．由于飞行平台运动误差或湍流大气中微波传播的影响会直接导致信号相位的波动,机载SAR的方位聚焦一直是SAR成像研究中的重要内容．这里介绍一种基于相位梯度自动聚焦矫正信号相位的高分辨率机载SAR成像处理方法,利用这种方法,对真实的机载SAR信号实验数据进行成像处理．试验表明：在缺乏机载平台运动补偿系统提供飞机运动状况信息的情况下,该成像方法能够有效地估计和补偿相位误差,从而可获得方位向分辨率明显提高的机载SAR图像．     

一种机载重轨InSAR频域动态子孔径运动补偿方法

对于机载重轨干涉SAR系统,由于2次飞行的运动轨迹误差不一致,导致2天线间的残余误差无法相互抵消,必须通过高精度的运动补偿才能提高DEM(Digital Elevation Model)反演的高程精度。针对现有方法中仅以图像质量来衡量,不能反映干涉SAR运动补偿性能的问题,文中首先对参考轨迹拟合及方位向重采样进行了论述,然后针对常规二级运动补偿中的波束中心近似和地物定位中的平地假设两个问题,提出了一种频域动态子孔径运动补偿方法,最后在考虑残余运动误差补偿、射频干扰抑制及成像算法选取后,详细给出了机载重轨In SAR的数据处理流程,以获得精确的机载重轨In SAR图像和干涉相位。仿真统计分析和实际In SAR数据的处理及DEM反演的结果,进一步验证了文中方法和数据处理流程的有效性。     

子孔径相关算法研究

目的为了选用快速高效的自聚焦算法对机载SAR数据进行聚焦处理。方法针对子孔径相关算法（Map-Drift，简称：MD），利用中国科学院电子研究所机载L波段合成孔径雷达（SAR）的实际数据，进行了算法的可行性分析和试验研究。结果给出了精确度和地形适应性较好的点目标仿真和实际SAR图像。结论这种算法能有效地消除相位误差对成像的影响，精确度高，适于SAR图像处理。     

采用斜距波数子带划分的SAR 图像自聚焦方法

小型旋翼无人机载合成孔径雷达在运动中易受大气湍流等因素影响,产生二维空变的运动误差,影响SAR成像质量。本文提出一种基于拟极坐标系的快速因子分解反向投影（QPG-FFBP）成像自聚焦方法。该方法基于斜距波数子带划分,采用基于加权的相位梯度自聚焦模型估计每个子带的方位相位误差,并融合非系统距离单元徙动的相干性估计,完成全图像的运动补偿,解决二维空变误差补偿问题,提升图像的聚焦效果。通过仿真实验以及小型旋翼无人机载实测SAR数据验证了该方法的有效性。     

机载合成孔径雷达运动补偿分析及实现

根据机载合成孔径雷达(SAR)运动补偿的特点，分析影响基于惯性导航系统运动补偿效果的主要因素，论述并实现相位梯度自聚焦算法(PGA)．采用惯导补偿和自聚焦算法相结合的补偿手段，先利用惯导数据做粗补偿，补偿高频运动误差；再利用自聚焦算法进行精补偿，补偿剩余的低频运动误差．自聚焦算法采用可补偿任意阶相位误差的PGA算法．对SAR图像用PGA算法进行了自聚焦处理，试验结果验证了算法的有效性．     

基于图像质量评估的MIMO-SAR等效相位中心误差界

受等效相位中心误差的影响,新体制的多输入多输出合成孔径雷达(MIMO-SAR)方位成像结果存在"假峰"而导致成像质量下降。该文提出基于虚假旁瓣比、积分旁瓣比及峰值能量损失等图像质量指标联合评价"假峰"对SAR成像质量的影响,进而确定MIMO-SAR等效相位中心误差界,为系统设计和信号处理提供了依据。结果表明:当等效相位中心误差超过0.2rad时,一般需要对其进行补偿以满足常规指标要求;星载系统较机载系统更适合等效相位中心处理,通常可忽略等效相位中心误差的补偿环节。     

GPS辅助的FMCW SAR成像运动补偿

针对小型无人机装载FMCW SAR脉内运动误差较大的情况,提出GPS数据辅助的SAR成像运动补偿方法。运用新的补偿函数对全成像场景分步骤补偿航迹法平面运动误差,采用非均匀的离散傅里叶变换校正航迹前向速度误差,从而正确补偿三维方向的运动误差,实现一定分辨力要求下的成像。仿真证明了方法有效性。     

一种自聚焦的弹载SAR成像方法

针对传统聚束式合成孔径雷达(SAR)成像算法对弹载SAR运动误差补偿困难的问题,该文提出采用相位梯度自聚焦算法(PGA)实现导弹成像过程中的相位误差校正。该方法利用方位滑窗对各像素点进行质量评估,从而挑选出质量最好的孤立特显点用于相位误差估计,并通过对相位误差的迭代修正获得其估计值。该文研究的PGA算法是非模型的相位误差估计方法,因此对任意阶相位误差都有非常好的自聚焦性能。理论和成像仿真结果表明,该方法具有运算量小、收敛速度快和估计精度高的特点。     

基于运动补偿的机载MIMO-SAR高分辨成像算法

机载多发多收合成孔径雷达(MIMO-SAR)可以实现高分辨成像,但不可避免的存在运动误差补偿的问题。对多子带并发的机载MIMO-SAR系统进行研究,首先建立并分析了MIMO-SAR运动误差模型;然后提出了一种扩展的MIMO-SAR运动补偿距离徙动算法(RMA),通过改进的Stolt映射将距离徙动校正与方位向聚焦分开,并结合两步运动补偿技术对MIMO-SAR回波数据的运动误差进行校正,消除了运动误差带来的影响;最后在空频域对各子带信号进行带宽合成实现了距离向高分辨。用该算法对散射点目标和面目标进行了成像仿真,验证了其在处理带有运动误差的MIMO-SAR回波数据中的有效性。