机载SAR的地面运动目标成像处理

基于先进的高分辨率机载SAR数据,研究了地面单个和多个运动目标的高分辨率成像问题。利用频域滤波法将地面运动目标信号从杂波中分离出来,在距离频率-方位时间域进行距离走动和距离弯曲校正,并在距离-多普勒域完成运动目标成像。PGA方法被用来对单个运动目标作进一步的聚焦处理。在多目标环境下,提出一种改进的距离弯曲校正方法,并利用时频分析方法有效地解决了多个地面运动目标的成像问题。给出了SAR实际数据成像处理结果。     

机载合成孔径雷达成像算法研究

首先建立了机载合成孔径雷达回波信号的理论模型,阐述了SAR成像的基本原理,分析了目标与雷达之间的相对运动对成像的影响.然后对各种机载SAR成像处理算法进行了讨论和比较,包括标准的距离-多普勒(R-D)算法、改进的R-D算法、标准Chirp-Scaling(C-S)算法、扩展C-S算法和非线性C-S算法.分析表明,C-S算法以较小的运算量取得了较好的斜视情况下的性能,已取代R-D算法成为机载SAR成像的标准算法.最后指出了机载SAR成像算法今后的发展方向.     

合成孔径雷达成像三维地形目标模拟方法

分析讨论了一种合成孔径雷达成像三维地物目标模拟的方法。阐述了复杂三维地物目标模型的建立方法，分析了回波信号的结构并且讨论了成像仿真参数。最后完成了对三维复杂地物目标的成像仿真实验，得到了较为理想的结果。     

地面多个运动目标成像及定位问题的研究

针对合成孔径雷达正侧视工作体制下多个独立运动目标成像以及定位问题进行了研究。对经提出的运用距离历程拟合方法估计单个目标运动参数的算法进行了修正,准确地估计了t=0时刻各个目标的坐标和两维速度。基于估计的运动参数,设计各个目标独立的匹配滤波器,同时对运动参数不同的多个独立目标进行成像,解决了以往多个独立运动目标成像中的一个目标清晰成像,其它目标则会模糊的问题。着重分析了目标运动参数估计的精度以及影响估计精度的因素。     

基于超分辨ISAR成像的空中目标自动识别

利用最大熵谱估计的方法对四种飞机目标数据进行外推处理,并在此基础上进行逆合成孔径(IS-AR)成像。在获得较高分辨率ISAR图像的基础上,采用ISAR图像的三个特征:基于几何矩的不变量、形状特征、量化能量带等组成特征向量。并对该特征向量进行对数归一化,将归一化的特征向量作为径向基函数(RBF)神经网络的输入,在此基础上进行识别,达到较好的识别效果。     

机载SAR静止场景成像及运动目标检测研究

针对真实飞行条件下飞机运动和定位误差导致多普勒中心频率和多普勒调频斜率误差,从而使图像出现大的变形的特点,提出了真实飞行条件下估计接收数据多普勒中心频率和多普勒调频斜率的新方法。该方法设置飞机速率和脉冲重复频率比为常数,保证方位向接收信号均匀空间取样,使用实时最小二乘拟合算法,增加了和距离相对应的多普勒中心频率曲线估计的精确性。给出了应用该方法的具体步骤,并通过此方法同时实现了实时对地物背景成像以及地面多个运动目标的检测。最后用试验结果验证了该方法的有效性。     

高速旋转目标三维成像的新算法

针对高速旋转目标三维成像的问题,提出一种有效的GRT CLEAN方法。该方法首先进行平动补偿,将高速目标的回波信号转换为高速转台模型。然后利用基于旋转散射点各次距离像回波的变化曲线所具有的特征,采用广义Radon变换(generalized Radon transform, GRT)得到目标散射点空间位置的近似估计。最后把该目标参数估计方法与修正的CLEAN技术相结合得到每个散射点的特征估计,并进一步得到目标三维像。理论推导与仿真结果验证了该算法的有效性。     

红外运动小目标检测算法研究

红外探测器受到各种外因、内因的干扰,导致成像模糊,噪声干扰大,使红外运动小目标检测技术成为一直难以实现突破的尖端技术难题,本文提出综合运用基于小波变换的高频信息提取算法、基于灰度形态学梯度的边缘检测算法和以圆形性特征量作为判决准则的边界提取算法的红外运动小目标检测算法。     

自旋运动目标的ISAR成像

针对卫星、导弹等目标的自旋运动产生的多普勒频移会影响逆合成孔径雷达(inverse synthetic aper-ture radar,ISAR)成像的质量。考虑了自旋运动对ISAR成像的影响,建立了自旋运动目标的运动模型。得出目标运动产生的多普勒频率的表达式,并对自旋运动进行补偿,消除了自旋对成像的影响。仿真及实验结果表明,该补偿方法效果明显。     

基于顺轨-交轨InSAR技术的运动舰船目标三维成像

利用顺轨和交轨干涉SAR技术,研究了海面运动舰船目标三维成像问题.完整地介绍了距离徙动校正和二维图像配准方法,提出了将时频分析成像方法和干涉技术相结合的处理思路,利用时频分析方法可以获得三个天线在任意方位时间tk处的目标图像,将任意方位时刻tk处的二维复图像进行干涉处理,由干涉相位计算运动目标散射点的三维空间坐标,实现运动舰船目标三维成像.运动舰船目标的三维图像仿真处理结果,表明了该方法的有效性.     

Method of moving target detection based on sub-image cancellation for single-antenna airborne synthetic aperture radar

The method of moving target detection based on subimage cancellation for single-antenna airborne SAR is presented.First the subimage is obtained through frequency processing is pointed out.The imaging difference of a stationary objects and moving object in the subimage based on the frequency division is analyzed from the fundamental principle.Then the developed method combines the shear averaging algorithm to focus on the moving target in the subimage,after the clutter suppression and the focusing position in each subimage is obtained.Next the observation model and the relative movement of the moving targets between the subimages estimate the moving targets.The theoretical analysis and simulation results demonstrate that the method is effective and can not only detect the moving targets,but also estimate their motion parameters precisely.     

逆合成孔径成像激光雷达高分辨成像算法

逆合成孔径成像激光雷达发射的激光信号具有极高载频、超大带宽和极短波长的特性,传统的距离-多普勒算法不再适用。在对回波信号特征进行分析的基础上,利用重排Wigner分布和Radon变换对光外差探测后的信号进行时频分析,估计出目标的径向速度,实现对回波信号的精确运动补偿。最后利用改进的距离-多普勒算法,完成对目标的超高分辨二维成像。仿真验证了成像算法的有效性,并通过与微波波段逆合成孔径雷达的比较,证明了逆合成孔径成像激光雷达可以实现对运动目标更快速、更高分辨的成像。     

基于速度合成孔径雷达的海面舰船动目标成像方法

海面舰船成像技术在军事和民用领域应用广泛。针对海面动目标成像定位模糊的缺点,提出了使用速度合成孔径雷达（velocity synthetic aperture radar,VSAR）估计动目标速度频率的方法。首先,分析了VSAR的成像机理和限制条件,建立了基于相控阵雷达对海面舰船的成像模型;然后,采用多天线图像域的速率频率估计方法纠正方位向的偏移,采用图像熵算法完成目标图像的自适应聚焦;最后,利用该方法对海面运动舰船进行仿真计算。仿真结果表明,VSAR在处理大海域海面静动目标同时存在的场景下,可以甄别出目标所属类型,判断出动目标的运动趋势和航行轨迹。相比于传统的单通道SAR雷达和沿航迹干涉雷达算法,速度频率估计算法解决了方位定位精度不足的缺点,提高了大面积海域条件下的动目标舰船的定位性能,具有良好的应用前景。     

基于单通道合成孔径雷达子图像的动目标检测性能分析

详细分析了基于单通道子图像的运动目标检测性能,给出了图像序列间协方差矩阵分解后特征值与运动目标速度间的关系。首先通过方位向的频谱划分获得单通道子孔径对应的子图像,再利用子孔径间协方差矩阵第二特征值对目标信号的敏感性实现运动目标的检测。详细推导了特征值与运动目标距离向速度的关系,并通过理论分析给出了协方差矩阵第二特征值的概率密度函数。最后,经过仿真实验给出了该方法的仿真结果与性能曲线。     

Improved HHT and its application in narrowband radar imaging for precession cone-shaped targets

Imaging the spatial precession cone-shaped targets with narrowband radar is a new technical approach in mid-course recognition problem. However, most existing time-frequency methods still have some inevitable deficiencies for extracting microDoppler information in practical applications, which leads to blurring of the image. A new narrowband radar imaging algorithm for the precession cone-shaped targets is proposed. The instantaneous frequency of each scattering point is gained by using the improved Hilbert-Huang transform, then the positions of scattering points in the parameter domain are reconstructed. Numerical simulation and experiment results confirm the effectiveness and high precision of the proposed algorithm.     

曲线合成孔径雷达信号模型与孔径形状研究

基于曲线合成孔径雷达原理与空间几何关系,讨论了曲线合成孔径雷达信号模型与成像方法,推导出目标的一维及二维信号模型,并将其扩展到三维空间。考虑到不同的曲线孔径形状将对方位分辨率和高度分辨率有不同影响,详细研究了各种不同形状的曲线孔径,给出了各自的优缺点和适用条件。结论是,上下、左右对称的孔径形状较不对称的效果更优,L型孔径将导致很高的旁瓣。仿真实验结果对真实飞行航迹具有指导作用。     

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.     

逆合成孔径雷达像轮廓提取方法

为了从图像分辨率低且具有明显稀疏性的逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar, ISAR)像中提取目标的平滑轮廓,在ISAR像建模的基础上,提出了基于形态学方法提取ISAR像目标轮廓并使用小波分析平滑目标轮廓的方法。实验结果表明,该方法有效地消除了由ISAR像稀疏性导致的难以提取连通且完整的目标轮廓的问题,相比其他轮廓提取手段更适于ISAR像目标的平滑轮廓提取。该方法通过对ISAR像进行图像域分析获得了目标的连通、平滑轮廓,使后续ISAR像目标特征提取和识别更易于实现。