基于干涉图的双通道合成孔径雷达地面慢动目标检测新方法

慢动目标检测是利用合成孔径雷达（synthetic aperture radar,SAR）实现空间对地观测应用的一个主要方面,具有重要的战略意义．为了构建检测率高、实用性强的自动双通道SAR地面慢动目标检测过程,基于ATI（along track interferometry）干涉图幅度和相位的联合统计特性,提出了一种新的检测方法．在理论层面上,推导了均匀区域、一般不均匀区域、极度不均匀区域等不同杂波环境下ATI干涉图幅度和相位的联合分布,给出了相关度参数的无偏估计方法．在算法层面上,以全局ATI幅度自动筛选为基础,通过杂波ATI幅度—相位图零相顶点的确定获得包络检测曲线,进而结合ATI幅度、相位预滤波处理,实现慢动目标的精确检测．此外,在检测的过程中,理论上分析了相位漂移、相干斑起伏噪声、接收机热噪声等对检测性能的影响．仿真实验表明：所提检测方法具有稳健性强、适用范围广、可检测速度范围大、检测率高、虚警率低等特点,说明此方法有较高的实用价值．     

一种新的InSAR干涉纹图的滤波方法

在干涉处理时做了多视处理,干涉相位图中噪声依然比较严重。噪声影响着干涉SAR的图像质量,使得相位解缠无法进行或者使生成的DEM精度降低。为了获得高质量的干涉SAR图像,必须对噪声进行有效抑制,同时应该保持干涉SAR图像的分辨率。文中探讨了干涉合成孔径雷达(InSAR)中干涉相位图的噪声抑制方法,提出了基于非线性偏微分方程的干涉纹图的滤波方法。该方法的优点是在消除噪声的同时,有效地保留干涉条纹的边缘信息。文中采用了加拿大RadarSat1数据,实验处理结果验证了方法的有效性。     

一种适用于时序InSAR的同质像元加权干涉相位滤波方法

为了有效地利用多时相InSAR的时间维度信息, 并保证滤波窗口内像元的同质性, 提出一种同质像元加权干涉相位滤波方法。首先采用拟合优度检验, 对多时相SAR 图像的同质像元进行识别, 然后在同质像元之间进行加权干涉相位滤波, 以保证中心像元在滤波过程中不受周边非同质像元干扰。基于真实干涉SAR图像的实验结果表明, 与经典Goldstein滤波及Lee滤波相比, 该滤波方法在目视效果、相位残差点数量及相位导数标准差3个指标上具有优势, 实现滤波器的设计初衷。     

星载高分辨聚束模式SAR数据干涉处理

数字高程模型（DEM）在很多地形应用,如三维地形图绘制、区域建设、环境保护和灾害预防方面起着越来越重要的作用。长期以来DEM的获取依赖于人工或光学方法进行测量,但这受到测绘区域、测绘时间和天气状况等诸多因素的制约。合成孔径雷达（SAR）的出现极大地帮助解决了上述的制约问题。通过合成孔径雷达会获取SAR图像进行干涉测量可以较为方便地得到待测场景的高程信息,特别是聚束SAR模式（spotlight SAR mode）解决了传统条带模式下低分辨率的问题。然而,通过传统的干涉处理方法处理聚束SAR会带来方位向残余条纹和大量的相位无解区域影响DEM生成。针对传统的SAR干涉处理方法无法解决高分辨聚束模式下的DEM反演问题,就此提出了一种新的基于多普勒中心频率估计进行配准和联合相位解缠的星载高分辨聚束模式SAR数据干涉处理方法,通过新的处理方法对TerraSAR-X高分辨聚束模式的数据进行处理,详细阐述了从数据配准到地理编码的各个处理环节,并将处理结果与传统处理方法的结果进行比较,显示出了较好的DEM反演结果。     

提高沿航向干涉法性能的最小二乘图像对补偿方法

沿航向干涉法是对合成孔径雷达（SAR）功能的一种扩展,通过对两幅SAR复图像（称为图像对）进行比较可以对洋流进行测速、对动目标进行检测．在陆地图像中,动目标常和静止地物混在一起,难以自动检测,通常要依靠两幅复图像相消来抑制静止场景的图像（称做杂波）,提高信号和杂波的功率比．文中分析了SAR图像对存在的4种基本形式的误差,提出了不同类型的误差应该在不同的域进行补偿的观点和一种基于最小二乘的二维相位补偿算法,并给出SAR图像补偿的方法流程．由于对每一种误差都在恰当的域进行补偿,该方法可以明显提高系统对杂波的抑制能力,获得更高的信杂比,从而提高对运动目标的检测性能．机载雷达实测数据处理的结果证实了该方法的有效性．     

基于自适应比特分配的SAR复图像频域压缩算法

研究合成孔径雷达(SAR)复图像数据的虚实部压缩算法,针对SAR复图像数据的统计特性,提出一种自适应比特分配的改进算法。首先在频域对SAR复图像数据进行自适应加权预处理,然后由香农率失真定理结合拉格朗日乘子法,推导了基于方差的块自适应虚实部最优比特分配公式,给出了整个压缩算法的流程图。根据流程图进行了多次压缩实验,并分析了算法的压缩性能。最后将改进算法与传统算法进行比较,验证了改进算法具有更优的幅度保持和相位保持的特点。     

基于广义导向矢量模型的InSAR干涉相位估计方法

提出了一种基于广义导向矢量模型的空间投影方法来估计InSAR干涉相位.该方法构造最优联合观测矢量和广义导向矢量,同时利用相邻像素的信息,并采用空间投影技术,具有自适应图像配准和降低相位噪声功能,因而可以在SAR图像配准精度很差(可以允许达到一个分辨单元)的条件下准确地估计相应像素间的干涉相位.实测数据及仿真数据的处理结果证明了此方法的有效性.     

基于沿航向干涉的星载双通道合成孔径雷达系统地面运动目标检测技术

目前在轨的星载合成孔径雷达（SAR）系统,大都局限于沿航向排列的两个通道用于地面运动目标检测、测速与重定位．沿航向干涉ATI（along-track interfterometry）技术利用两通道雷达图像间动目标和杂波干涉相位的差异,提高了地面慢速、弱小运动目标的检测能力,具有稳健性好,适用范围广,对地面场景RCS（radar cross section）起伏不敏感等特点,是双通道星载SAR系统普遍采用的一种GMTI（ground moving target indication）技术．基于干涉幅度／相位的联合分布和二元假设条件“杂波”及“杂波＋动目标”,文中系统地分析了SARATI技术中,常见的单边相位恒虚警检测和独立分布二级恒虚警检测方法,提出了条件分布二级检测和幅度／相位二维联合检测两种恒虚警检测方法,并以最优的基于NP（Neyman—Pearson）准则的似然比检测方法作为其他恒虚警检测方法性能的上限,对其性能进行分析和对比．仿真实验和性能分析结果表明,幅度／相位二维联合恒虚警检测方法稳健性好,实用性强,在低信杂比或低杂噪比条件下,检测性能良好．     

分布式卫星AT-INSAR测速仿真实现

分布式卫星SAR系统是国外提出的一种新的合成孔径雷达系统,沿航迹干涉成像是该系统的主要工作模式之一。这种多卫星组合可提供沿航迹的干涉相位信息,从而进行慢速目标的检测和成像。     

基于极化干涉SAR的植被高度反演算法对比分析

极化干涉SAR综合了干涉SAR和极化SAR的优点,被广泛应用于植被高度的反演。对已有的四种基于极化干涉SAR的植被高度反演算法进行了论述,利用PoLSARpor进行仿真数据实验,对比分析了四种植被高度反演算法的优缺点及其适用范围。最后指出极化干涉SAR技术有待进一步研究的方向和问题。为选取基于极化干涉SAR的植被高度反演算法提供参考。     

一种推求目标相对深度算法研究

根据合成孔径雷达（ＳＡＲ）侧视工作的几何关系,利用由此产生的目标阴影、迎坡缩短和顶底倒置现象,用单幅ＳＡＲ图像定量地测定目标位置的高度,并给出相应的两种算法及实验结果．     

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．     

基于区域增长迭代算法的SAR海冰图像分割

针对SAR图像分割仅考虑像素本身灰度值而不考虑空间特征的阈值法和聚类方法中存在图像有噪或边界模糊问题,提出一种基于区域增长迭代算法的SAll．海冰图像分水岭分割。在整个处理过程中保持对分割的细化并同时以迭代方式产生语义类标记。迭代算法的初始阶段应用K均值聚类法在二维特征空间中进行分割;迭代阶段包括Gibbs采样、自相关函数最小化和区域合并。自相关函数锐度指数最小化使图像更清晰。真实SAR图像的实验结果表明该算法的快速性和有效性,同时保留目标的细节信息。     

基于小波包分析的InSAR干涉图滤波算法研究

论述了小波包分解和重构的基本理论以及利用小波包分析对信号进行消除噪声的基本方法.针对目前采用中值滤波方法和均值滤波方法的局限,提出了一种基于小波包分析的InSAR干涉相位图滤波算法以改善滤波效果,采用熵标准实现最佳分解.选取三峡地区的两幅相干图像进行滤波实验,实验结果是:采用中值滤波方法滤波后的残差点数为4 952点和86 058点,而采用小波包分析方法滤波的干涉相位的残差点数为524点和14 225点.图3,表1,参10.     

基于InSAR点目标的测高误差仿真与分析

测高精度是InSAR系统设计中的一个重要指标,而相位误差是影响测高精度的一大因素.分析推导出了SAR系统幅相误差、调频率误差等在目标处引入的相位误差.为了定量仿真误差对测高精度的影响,提出了利用InSAR点目标提取干涉相位,从而得到目标高程,相位误差和测高误差的方法,避免了分布目标仿真中不利于定量分析的缺点.最后,仿真了不同误差对测高精度的影响,实验结果符合理论分析的结果,为系统设计提供了一定依据.     

DINSAR measurement of glacier motion in Antarctic Grove Mountain

Grove Mountain is an important nunatak region on East Antarctic Glacier that blocks the ice flow to- ward Lambert Glacier. The existence of nunataks and subglacial mountains leads to complex ice flow patterns, which are difficult to be measured by conventional ground-based methods. In this study, several JERS-1 and ERS-1/2 SAR images covering this area are used for 3-pass and 4-pass differential interferometric processing. The ice flow field of Grove Mountain and the eastern zone are derived and validated with related knowledge. The research shows that DINSAR is an effective method for meas- uring complex ice flow in Antarctic inland glacier. L-band DINSAR is more suitable for mid or fast ice flow than C-band over this region.     

基于自聚焦BP的圆周SAR运动补偿方法简

圆周SAR由于平台运动轨迹的复杂性,导致沿航迹向和切航迹向回波信号存在严重耦合,因此成像处理运动补偿问题尤为复杂。本文针对圆周SAR成像运动补偿问题,首先分析运动误差对成像质量的影响;然后利用自聚焦BP算法对运动误差进行补偿,并与传统BP算法性能进行对比,验证了自聚焦BP算法对圆周SAR运动补偿的有效性;最后利用自回归思想将自聚焦BP算法进行改进并扩展到圆周SAR三维成像中,通过仿真实验,对比传统BP算法结果,验证了该算法在三维成像中的优势。     

Synthetic aperture radar raw signals simulation of extended scenes

A synthetic aperture radar (SAR) raw signal simulation algorithm for extended scenes is presented. This algorithm is based on the SAR two-dimensional system transform function (STF). To cope with range-variant nature of SAR STF and increase the speed of this algorithm, new for mulas for range-variant phase corrections in range-Doppler(RD) domain are developed. In this way, many azimuth lines can be simulated with the same SAR STF. It only needs twodimensional fast Fourier transform code and complex multiplications. Comparing with time-domain simulation algorithm, it is very simple and thus efficient. Simulation results have shown that this algorithm is accurate and efficient.