基于实测数据的广域三通道SCANSAR-GMTI算法

根据广域三通道扫描模式合成孔径雷达地面动目标检测(scan synthetic aperture radar ground moving target indication, SCANSAR-GMTI)实测数据的分析,提出一种广域三通道SCANSAR-GMTI系统的动目标检测、测速、定位及航迹检测的方法。该方法在保持杂波抑制后两通道的相位特性一致的前提下,采用两路杂波抑制性能整体最优的3多普勒通道变换(3 Doppler transform, 3DT)方法,保证了系统的杂波抑制能力,结合相位干涉原理实现运动目标定位、测速,补偿载机运动带来的场景移动后实现了目标航迹的检测。最后,给出了对三通道实测数据的处理结果,验证了该方法能有效地检测地面慢速运动目标并检测其航迹。     

一种新的双通道运动目标测速定位方法

利用双通道合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)数据的协方差矩阵的第二特征值,可以有效地检测地面运动目标。在此基础上,提出一种新的运动目标测速定位方法,该方法通过提取双通道SAR数据的协方差矩阵非对角元素相位信息来对运动目标进行测速和定位。仿真数据和实测数据都验证了该方法的有效性,实验结果表明该方法的测速精度优于传统沿航迹干涉(ATI)方法。     

基于DPCA、ATI和MUSIC的动目标检测方法

针对SAR(合成孔径雷达)动目标检测,提出一种DPCA(中心相位偏置天线)、ATI(沿迹干涉)和MUSIC(多信号分类)相结合的三孔径动目标检测方法。该方法首先采用DPCA技术消除杂波干扰、检测运动目标,然后用ATI和MUSIC方法确定目标的位置和速度。理论分析和计算机仿真表明,该方法是有效的,不仅能够检测运动目标,而且能够精确估计其运动参数。     

单通道干涉相位无模糊估计快速动目标速度

为了解决合成孔径雷达-地面动目标检测系统中快速运动目标径向速度过大导致模糊的问题,提出一种基于单通道两视干涉相位无模糊估计方法。该方法首先在距离频率构造两视数据,再将两视数据进行干涉处理。利用两视干涉相位与方位慢时间的关系无模糊估计径向速度,该方法具有不受相位缠绕影响的优点。分析了所提算法在杂波背景和多目标情况下的应用,并研究了所提算法应用条件和最大不模糊速度。通过仿真和实测数据处理验证了所提方法的有效性。与基于包络的单通道方法对比分析,所提算法具有估计精度高和运算复杂度低的优点。     

一种新的多通道SAR地面动目标检测定位方法

提出了一种对图像配准误差稳健的多通道合成孔径雷达地面动目标检测定位方法。该方法根据图像配准误差的方向确定观测矢量,计算特征系数矢量,利用动目标的空域导向矢量和特征系数矢量构造特征导向矢量,然后利用自适应波束形成技术进行杂波抑制的同时估计动目标的运动速度,最后对目标重新定位。该方法能够在图像配准误差较大的情况下获得满意的动目标检测性能和较高的测速定位精度。仿真结果验证了方法的有效性。     

一种SAR-GMTI的无源压制性干扰方法

针对合成孔径雷达地面动目标检测（synthetic aperture radar ground moving target indication, SAR GMTI）的工作原理,提出了一种基于旋转角反射器的无源压制性干扰新方法。该方法利用旋转角反射器产生的微多普勒在各个通道中形成干扰条带,在多通道抑制地杂波后,微多普勒干扰条带将造成动目标检测无法完成,使得无法对动目标正确地定位和测速。理论分析和仿真实验证实了该方法对SAR-GMTI干扰的有效性。     

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。     

基于杂波区分度参数的舰船检测方法

针对极化合成孔径雷达(polarimetric synthetic aperture radar, PolSAR)的目标检测,提出了一个杂波区分度参数。通过构造一个包含了部分杂波像素及目标区域像素的集合,提取的杂波区分度参数衡量了该集合的均匀性,从而反映出目标区域与杂波分布的区分度。对于全极化数据,通过将3个极化通道的杂波区分度参数相乘,提出了用于舰船检测的检测量,并进行目标检测的方法。实验结果表明,所提方法实现了很好的目标检测性能。     

任意沿轨基线长度双孔径SAR-ATI动目标检测方法

提出了一种适用于沿轨迹排列、任意间距的双孔径天线ATI动目标检测方法,应用于地形高度有起伏的地杂波环境,给出了相应的测速、定位公式。针对在图像域中难以直接实现非整数像素配准的问题,分别在时域和多普勒域中给出了两种解决方法,实现了图像的高精度配准,并在整个观测带内动目标检测的条件下结合聚焦深度的概念给出了具体的实现过程。最后比较了不同波段对该方法的影响,得出了波长越长,测速与定位精度越高,最大可检测不模糊速度提升的结论。仿真结果表明,在不考虑系统噪声的前提下该方法可以实现精确的测速与定位。     

基于干涉相位的虚假目标鉴别算法

以具有地面动目标指示(ground moving target indication, GMTI)能力的三天线合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)系统为对象,研究了虚假目标的鉴别问题。在虚假目标干扰原理和动目标检测技术的基础上,分析了目标信号和干扰信号的干涉相位特征;利用真假目标的干涉相位特征差异,提取了两种稳健的鉴别特征量,提出了一种基于干涉相位的虚假目标鉴别算法,给出了鉴别处理流程、算法的应用条件及计算量和复杂度;最后进行了仿真实验验证。理论分析和仿真实验均表明该鉴别算法的可行性和有效性。     

一种基于新质量图引导的干涉相位快速解缠方法

提出了一种基于新质量图引导的干涉相位快速解缠方法。首先,介绍了一种新的质量图求取方法,该方法考虑到传统质量图不能精细地反映地形坡度变化的缺陷,提出利用局部表面法向量的余弦作为质量,通过局部平面拟合纠正相位跳跃点的质量值,取得了良好的效果。其次,对质量图的解缠方法进行了改进,利用分块融合技术降低路径搜索的计算量,大大减少了解缠所需的时间。仿真和实测数据处理结果验证了方法的有效性。     

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。     

用于干涉合成孔径雷达的地形适应K-均值滤波器

研究了干涉合成孔径雷达干涉图的自适应相位降噪滤波问题。由于原有的基于局部统计特性的自适应滤波方法使用固定窗口长度,滤波对干涉条纹中的高频分量有较大损失,因此将K 均值自适应滤波方法运用于干涉图,提出了一种新的地形适应的K均值自适应滤波方法,新方法结合K均值滤波窗口尺寸以当前区域自身的方差为调节的优点,又针对干涉图相位方差的特点,区分噪声因素和地形变化对相位方差产生的不同影响,在抑制噪声的同时,保持了干涉条纹密集区的信息特征,具有更好的滤波效果。     

High sidelobe effects on interferometric coherence for circular SAR imaging geometry

The coherence is a measure for the accuracy of the interferometric phase,and the synthetic aperture radar(SAR) interferometric coherence is affected by several sources of the decorrelation noise.For the circular SAR(CSAR) imaging geometry, the system response function is in the form of the Bessel function which brings a high sidelobe,and the high sidelobe of CSAR will be an important factor influencing the interferometric coherence. The effect of the high sidelobe on the coherence is analyzed and deduced.Based on the interferometric characteristics of the slight difference in the viewing angles and the potential pixel offset in the interferometric SAR(InSAR) images,a relation between the radar impulse response and the coherence loss function is derived. From the relational model,the coherence loss function due to the high sidelobe of CSAR is then deduced,and compared with that of the conventional SAR.It is shown that the high sidelobe of CSAR focusing signal will severely affect the baseline decorrelation and coregistration decorrelation.Simulation results confirm the theoretical analysis and quantitatively show the baseline and coregistration decorrelation degradation due to the high sidelobes of CSAR.     

全极化沿航向干涉SAR系统参数优化设计

为最大化全极化沿航向干涉合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)系统相对于单极化沿航向干涉SAR系统的运动目标检测优势,建立了一种以可测速区间长度之比为目标函数的优化模型,提出了相应的最优解求解方法。仿真实验结果表明,与模型最优解对应的参数设置充分利用了雷达系统的极化信息,最大化了全极化干涉系统在运动目标检测方面的优势。     

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。     

基于区域Bhattacharyya相似度的SAR图像地物分类方法

传统的基于像素的合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)图像地物分类方法难以有效区分起伏变化大的地物。针对该问题,提出了一种基于区域Bhattacharyya相似度的SAR图像地物分类方法。方法首先利用适当的图像分割技术获取均匀的SAR图像区域。接着定义Bhattacharyya相似度来描述区域之间的统计相似程度,并推导了其对应Gamma分布的解析表达式。最后,以图像区域为分类单元,基于最大区域Bhattacharyya相似度准则实现SAR图像地物分类。利用实测SAR图像的地物分类结果表明,该方法性能优于经典的基于像素的最大似然分类方法和支持矢量机方法,且优于基于区域的最小距离法。     

基于联合像素模型的InSAR干涉相位稳健性估计

针对InSAR处理中存在图像配准误差时,由特征值估计噪声子空间维数失效的问题,提出了一种基于干涉相位和特征向量构造的投影矢量来确定噪声子空间维数,进而估计InSAR干涉相位的方法.该方法在图像存在配准误差时,不仅能够准确地估计出噪声子空间的维数,同时增强了联合像素方法估计干涉相位的实用性和稳健性.通过仿真数据和实测数据的处理结果验证了方法的有效性.     

一种基于视域的大地形无缝拼接算法

针对地形拼接的过渡带存在缝隙、跳变、对比度强等问题,提出了一种基于视域的无缝拼接算法。介绍了算法的基本原理,研究了地形高程数据的组织方法,色彩空间的图像边界检测,像素特征点集对的提取与匹配技术,基于像素点距的径向加权图像融合技术等,给出了拼接步骤。测试结果表明,该算法提供了一种可靠的扩展接口,实现了过渡带的平滑处理,实时性与逼真度良好,且简洁高效。