X频段星载合成孔径雷达与船载雷达系统共存研究

依据《无线电规则》和《中华人民共和国无线电频率划分规定》第5.476A款要求,9GHz频段卫星地球探测业务(有源)不得对同、邻频的水上无线电导航和无线电定位业务台站、无线电导航台站、固定业务电台等产生有害干扰,亦不得要求这些台站提供保护。本文主要评估X频段星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar Satell,简称SAR卫星)与船载雷达系统的干扰共存问题。研究表明,SAR卫星对同、邻频的水上无线电导航系统存在一定概率的干扰,且干扰的大小超出了水上无线电导航业务系统的干扰协调门限。因此,SAR卫星使用X频段时,需要评估对水上无线电导航业务系统的干扰。

基于星载合成孔径雷达图像交叉谱的全球海浪特征研究

星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)因其全天时、全天候的观测能力,为全球海洋动力环境要素研究提供了重要数据支撑。然而,SAR海浪成像是非线性过程,现有理论中的近似求解会导致海浪谱反演的信息缺失。SAR图像交叉谱技术的提出一定程度上突破了这一限制,能够很好地量化海浪谱特性及海浪传播方向。本研究延续前人系列成果,利用最新提出的面向径向海浪的图像谱强度,开展不同尺度海浪随局地风速的变化趋势分析,并基于雷达视向图像谱强度提取了谱峰波数,进而结合欧洲空间局环境遥感卫星先进合成孔径雷达波模式在开阔大洋获取的近400万景SAR图像,分析了谱峰波数的全球分布特征,为量化全球风浪耦合过程提供新视角,揭示了海浪与风速耦合关系的空间分布与季节变化规律。

星载合成孔径雷达的发展以及干涉测量应用

论述了星载合成孔径雷达的发展历程,介绍了作为其重要应用之一的星载InSAR的概念和发展,详细介绍了典型的系统如欧空局的ERS-1/2星对、美国的SRTM任务、新近发射的日本ALOS卫星以及计划今年发射的德国的TerraSAR-X雷达卫星和加拿大的RADARSAT-2雷达卫星。最后详述了星载InSAR未来的发展方向编队卫星技术以及国外重要的编队卫星计划如法国Cartwheel方案和德国TanDEM-X任务。

星载合成孔径雷达探测水面舰船技术研究

星载合成孔径雷达 (SAR)对水面舰船探测技术作为一种受到普遍关注的获取舰船信息的有效手段 ,较之其他探测方法有着独特的优点 ,根据近年来国内外运用星载SAR所取得的成果 ,对其探测舰船及其尾迹技术进行研究 ,以期获得较好的方法检测船舶及其尾迹。

星载合成孔径雷达构像方程及其应用于轨道精化的研究

星载合成孔径雷达构像方程是地理编码、立体测量、影像定位等几何处理的基础。本文首先讨论了构像方程的参数选择,在充分考虑轨道物理模型及摄动力影响的基础上,提出了一套改进的轨道模型参数。从距离方程及多普勒方程出发,详细推导了包含轨道模型参数及成像处理参数的星载SAR构像方程。作为构像方程的一个具体应用,本文研究了星载SAR影像的轨道精化问题。将构像方程线性化,对每个地面控制点列出误差方程,可以用类似于航空影像的空间后方交会的方式精确求解轨道模型参数。试验中从1∶5万地形图上量取了5个地面控制点,对一景Radarsat SAR影像进行了轨道精化。比较发现,头文件提供的轨道与精化的轨道之间有约2km的位置差异,用精化的轨道数据得到了高精度的几何校正结果。它间接地表明了轨道精化算法的正确可行。

星载合成孔径雷达影像正射纠正算法的研究与实现

概述了目前国内外对雷达影像进行正射纠正的算法 ,分析了星载合成孔径雷达的成像几何原理。阐述了距离 -多普勒理论 ,并将该理论应用到 SAR正射纠正 ,进行了计算机实现 ,设计了相应的程序模块。用 ERS- 2产品进行实验的结果表明 ,这种纠正方法精度比较高 ,纠正后影像效果好 ,可以应用到 SAR产品的几何处理上。

星载合成孔径雷达系统偏航控制的精确计算

该文详细推导了星载合成孔径雷达系统中偏航控制角的精确计算公式;由于推导过程中卫星轨道采用了标准的椭圆轨道模型和地球的椭球体模型,从而解决了传统的近似计算方法所带来的残余偏差较大的问题。所得结果普遍适用于不同轨道和雷达参数的星载合成孔径雷达系统。文中同时给出了一种快速的近似计算方法,最后给出了采用TerraSAR-X系统参数时的仿真计算结果。利用该文提出的计算方法,采用偏航控制的多普勒中心校正误差可以达到0.01Hz量级,从而实现了偏航控制的精确计算。

星载合成孔径雷达影像几何校正

为达到从遥感图像中恢复事物本来形状的目的,研究了基于距离-多普勒(rang-Doppler,R-D)模型的星载合成孔径雷达影像几何校正原理,并提出了改进的R-D解算算法,给出了基于该算法的几何校正全过程。构建了新的牛顿迭代核,计算得到了简化,校正速度得到了提高。新算法从方位向和距离向这两个方向上同时迭代,校正效果比仅在方位向上迭代的解算算法稳定。通过仿真数据进行了验证和比较,实验结果表明了新校正算法的可行性与有效性。

星载合成孔径雷达变脉冲重复频率技术研究

高分辨率星载合成孔径雷达系统在大斜视情形下存在距离徙动严重的问题,导致雷达回波录取窗可能跨脉冲重复间隔。为了解决大斜视高分辨率宽幅成像的波位设计和无效原始数据问题,根据距离徙动曲线,提出星载滑动聚束工作模式下连续变脉冲重复频率与变采样开启波门方法,确保成像时间内所有的回波信号被完整接收。通过斜视情形波位设计和性能仿真结果以及机载飞行试验获得的大斜视情形下的变脉冲重复频率高质量图像,验证了所提方法的有效性。

基于最小熵星载合成孔径雷达电离层效应校正

分析了电离层闪烁效应对低频段星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)方位向分辨率的影响,并基于相位屏方法进行了仿真研究.结果表明,随着电离层闪烁强度的增强,方位向分辨率逐渐降低,当处于强闪烁条件下时,方位向分辨率严重降低,甚至无法成像.利用最小熵方法对加入电离层闪烁效应误差的一副相控阵L波段合成孔径雷达(Phased Array L-Band Synthetic Aperture Radar,PALSAR)图像进行了校正,仿真试验结果表明,最小熵方法可有效校正电离层闪烁效应造成的方位向分辨率恶化的影响,校正后图像方位向分辨率得到了很好的恢复,接近原始无误差图像方位向分辨率,图像质量明显提高.

星载合成孔径雷达回波信号模拟源研究

论述了星载合成孔径雷达(SAR)回波信号模拟源的一种实时实现方法和基于PCI总线与CPLD的硬件设计。主要针对点目标模型和椭圆轨道模型,首先模拟点目标的方位向相位历程和天线方位向增益数据。通过PCI总线实现数据实时传输,利用CPLD形成的延时信号,触发线性调频源产生距离向的线性调频信号,经过模拟源移相、加权,最终形成系统回波信号。试验结果表明该方法设计合理,软、硬件编程灵活,为系统的更新换代以及今后分布目标模拟源的设计提供了很好的技术支持。

星载合成孔径雷达回波信号的仿真

分析了星载合成孔径雷达空间几何关系和卫星轨道摄动方程,提出了一种基于Stop and go模型的星载SAR回波信号仿真方法。详尽地描述了整个仿真过程,讨论了回波信号仿真的方法,并给出回波信号的仿真结果和RD算法成像结果。

星载合成孔径雷达(SAR)斑马图仿真与研究

星载SAR中 ,要根据斑马图、距离模糊度和方位模糊度来选择脉冲重复频率 (PRF) ,因此斑马图非常重要。本文根据斑马图计算公式 ,并根据一定的卫星轨道和雷达参数 ,给出了斑马图仿真 ;同时讨论了信号脉宽、保护时间等因素对斑马图的影响 ,提出了自适应斑马图设计的方法 。

星载合成孔径雷达有源相控阵天线研究

该文从雷达工作模式、模糊度、分辨率及信噪比等几个方面研究了星载合成孔径雷达的有源相控阵天线波束调节方式和波束赋形特点,设计了一种适合于二条带高分辨率扫描模式星载合成孔径雷达的有源相控阵天线,该文还研究了有源相控阵天线的可靠性问题,提出一种利用冗余设计提高天线可靠性的方案。

星载合成孔径雷达海洋遥感与大数据

星载合成孔径雷达以其全天候、全天时、不受云雨影响的工作特性在空间对海观测中起到了重要作用,又以其高空间分辨率、多极化、多成像模式的特点展示了其在海洋动力要素反演和海洋多尺度动力过程研究中独特的魅力.起步于20世纪70年代末的星载合成孔径雷达技术,迎来了发展的"黄金时期",大数据和机器学习又赋予了星载合成孔径雷达海洋遥感更强大的生命力.本文首先阐述了星载合成孔径雷达大数据的5"V"特性,进而以高分辨率海面风场反演、海洋内波中尺度动力过程观测两类典型案例,阐述了大数据、机器学习等现代信息科学技术与卫星海洋遥感结合,实现海洋环境参数高精度反演和海洋动力过程科学深层次认知的研究.最后,展望了星载合成孔径雷达海洋遥感与大数据的发展前景.

星载合成孔径雷达天线热控设计研究

介绍了国外多种合成孔径雷达卫星天线的热控方式,并结合具体的工程实践讨论了微带阵、波导阵形式合成孔径雷达卫星天线热控设计过程中面临的一些问题,以及解决问题的途径,针对微带阵天线的试验表明其热控设计能够满足天线在轨热控的要求。

星载合成孔径雷达模糊特性研究

在分析星载合成孔径雷达模糊信号来源的同时 ,论述了分辨率、测绘带宽、模糊度、脉冲重复频率之间的相互制约关系 ,并提出了在总体设计中如何选择脉冲重复频率以减少模糊的方法 。

星载合成孔径雷达目标定位研究

系统和深入地研究了星载合成孔径雷达 (SAR)对地面目标的定位问题。详细阐述了利用卫星星历表和雷达回波数据的距离 多普勒参数对目标定位的方法 ,并用解析法推导出目标相对于星下点位置的计算公式 ,以及目标的地球经纬度坐标公式 ,并且明确地给出了目标位置的计算程序。在此基础上还完成了关于地面目标定位误差的较完整的分析 ,导出了一套相应的计算公式 ,解决了文献中的一些遗留问题。

多波段高分辨率星载合成孔径雷达成像处理方法研究

星载合成孔径雷达(SAR)是一种工作在微波波段的主动式遥感器,它综合运用合成孔径技术、脉冲压缩技术和数据处理技术,采用较短的天线就能够获得方位和距离两个方向的高分辨率雷达图像。研制星载SAR系统的目的是获得具有一定测绘带宽和一定分辨率的地面目标图像,传统SAR模式不能同时满足高分辨率及较宽测绘带的要求。本文主要研究了多相位中心方位向多波段(DPC-MAB)模式的SAR方法,它不仅能获得较高分辨率,又可满足较宽测绘带的需要。

星载合成孔径雷达回波多普勒频率的计算

从星载合成孔径雷达 (SAR)与目标的相对运动关系出发 ,以SAR发射信号的波长、卫星的轨道参数和目标的位置 (地心经纬度 )为已知条件 ,导出了计算目标回波的多普勒频率的解析公式 ,这对于星载SAR系统的性能分析和初步设计具有重要作用。