脉冲压缩定点处理的量化噪声分析

针对合成孔径雷达成像算法的定点化处理,提出了数字脉冲压缩定点化处理量化噪声的数学模型,采用线性时不变系统的性质计算脉冲压缩定点运算的量化误差. 给出了该模块的舍入量化噪声详细分析过程,并推导出系统输出噪信比与系统字长、FFT长度等参数之间的关系. 对获取的回波数据采用不同的系统字长进行成像,仿真结果很好地证明了所述理论的正确性. 这样可根据理论结果选择合适的位长,用定点处理代替浮点运算处理减少运算的复杂度及资源的占用.      

基于起伏地形的SAR森林二次散射有效路径计算

提出了一种基于起伏地形的SAR森林二次散射有效路径计算方法. 采用大尺度面元拟合来描述地表的坡度变化,通过对散射粒子与大尺度面元的二次散射进行条件遍历,充分考虑了地表具有大尺度起伏特征时森林雷达二次散射可能不存在或存在多条二次散射有效路径的情况. 为了提高计算效率,一方面限定了遍历的面元范围,另一方面将森林场景划分为三维网格,用网格中心处有效路径的遍历结果作为网格内散射粒子的二次遍历条件. 计算机仿真给出了在分形模拟地形和实测DEM数据下二次散射有效路径的计算实例,并与单一坡度倾斜地表模型的计算结果进行了对比,结果表明,该方法能够有效地表征地形起伏情况下森林的雷达二次散射特征.      

无衍射J_0光束最大准直距离的研究

本文主要从惠更斯-菲涅尔衍射积分出发推导了无衍射光束的轴上光强和最大准直距离的计算公式,测量了平行光通过轴棱锥后产生的不同传输距离的无衍射光束的光强情况,讨论了不同的棱角的轴棱锥、不同的光阑半径对最大准直距离的影响情况。实验结果显示,当激光光束经过轴棱锥转换后在最大准直距离范围内光强分布近似为贝塞尔分布,符合无衍射光束的特性,由衍射积分理论的数值模拟和几何光学近似得到的无衍射光束的最大准直距离以及棱角与光阑半径对最大准直距离的影响和实验结果基本吻合。     

低信噪比实孔径雷达机场目标图像匹配算法

提出了一种适用于低信噪比条件下的实孔径雷达机场目标图像匹配定位算法.通过对实孔径雷达图像中机场目标的检测识别,实现匹配定位.算法包括机场跑道检测及跑道端点定位两个阶段,分别采用了线特征滤波技术及目标背景的对比度信息.首先通过线特征滤波预处理和投影变换检测机场跑道所在的直线,然后利用机场在实孔径雷达图中的结构特征,根据机场及周围背景的对比度来定位跑道端点.实验结果表明:在成像条件较差的情况下,该算法仍能保证较高的匹配定位准确度.     

六角形孔径平面微透镜阵列的制作及成像

由于传统的圆形孔径透镜阵列填充系数较小,而在模拟复眼光学系统中需要高填充系数的透镜阵列。为提高填充系数,采用光刻离子交换法制作了六角形孔径的平面微透镜阵列,利用积分形式的光线方程式讨论了平面微透镜的近轴光学特性,研究了微透镜的光线轨迹方程式和一些重要的近轴成像特性,利用ABCD定理得到了六角形孔径平面微透镜像距、焦距的数学表达式。制作的平面微透镜阵列光学性能均匀,成像质量较好,离子交换后的变折射率区域有微小重叠,较大地提高了微透镜阵列的填充系数。     

SAR实时成像系统的快速定点仿真验证技术

SAR实时成像处理系统的定点化优化能够减小系统存储规模、提高系统运算速度,是降低系统功耗、减小系统规模、提高实时性的有效方法.本文以CS成像算法为例,分析并统计了算法的运算量,针对其核心运算--FFT进行了定点化优化,选择基-22FFT算法,设计了合理的定标策略.采用SystemC语言对整个SAR成像系统进行了系统级快速仿真和验证,真实模拟了FPGA系统的实现结果.对16 384×16 384大小的点阵数据和面目标数据采用24 bits的字长进行了成像仿真,仿真结果满足系统指标要求.      

面向像素的并行快速后向投影算法

针对后向投影算法运算量大和实时性差的问题,该文在图形处理器的并行处理架构下,结合时域快速后向投影算法,提出了面向像素的并行快速后向投影算法。该方法距离向根据分辨率要求进行划分并分配并行线程,方位向聚焦则通过多级子孔径合并与图像分裂技术来降低运算量。通过比较该文算法、全局后向投影算法和距离多普勒算法的理论计算量、成像时间和加速比可以看出,该文算法的运算速度比后向投影算法大大提高。三种算法针对实测数据成像时间与成像效果的对比验证了该文算法的有效性和工程实用价值。     

不同孔径时旋转曲面目标的散斑统计特性

研究了高斯波束照射旋转曲面目标在菲涅耳衍射区产生的动态散斑强度起伏的统计特性,推导了探测孔径尺寸大小不同时, 散斑强度起伏相关函数依赖于旋转目标曲率半径的关系. 在不同探测孔径大小情况下, 首先计算了平面目标与球目标的相关距离, 接着给出了曲面目标以恒定角速度旋转时散斑强度起伏的相关时间随曲率半径的变化关系. 最后, 介绍了相关函数与探测时间之间的变化情况. 结果表明, 采用一定尺寸的探测孔径代替点探测时, 曲面目标的散斑强度起伏的相关时间变得更容易测量. 通过测量曲面目标的散斑强度起伏的相关时间可以非接触、非破坏性地测量旋转凸体的曲率半径.     

基于计算机图形学的干涉SAR成像几何仿真

为了提高干涉sAR成像几何经典仿真算法的精度和效率,把计算机图形学引入干涉SAR成像几何仿真中,利用OpenGL图形库和Z缓冲算法来完成目标的阴影区计算,利用像素操作和图形变换法完成目标采样点的插值和坐标计算.最后,利用典型几何体和不同大小场景进行干涉成像几何仿真精度和效率的分析,结果表明该方法具有高精度、高效率的特点.     

基于Simulink高精度组合导航系统研究与仿真

建立了基于MATLAB/Simulink的组合导航系统仿真模型,并将系统分解成一系列功能相对独立的模块,如轨迹发生模块,捷联惯导解算模块,卡尔曼滤波器模块等.研究并设计了SINS/GPS(RDSS)/CNS/SAR组合导航算法,利用无重置联邦型卡尔曼滤波技术,将各子滤波器输出的系统状态局部最优估计值送入主滤波器,采用全局最优融合算法计算得到系统状态的全局最优估计值;通过每15分钟对导航系统进行重置,有效抑制了无重置联邦滤波器在长时间运行时的发散问题,并进行了仿真验证,仿真结果表明,该组合导航系统具有很高的导航精度,定位精度为5米,姿态精度为0.5角分,仿真模型建立正确,方法采用得当、有效.