基于GPU的SAR回波仿真高效实现方法

针对合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)分布式场景回波仿真计算量巨大的问题,提出了一种结合改进的同心圆算法与图形处理器(graphics processing unit,GPU)技术的高效SAR回波仿真方法。首先,针对常规同心圆算法精度较低造成的图像信噪比低的问题,提出了一种改进的同心圆算法。其次,为了充分发挥GPU处理核之间的并行优势,对该算法的GPU并行处理进行了深度优化,进一步提升了仿真速度。具体方法是,根据并行度的高低设计核函数,确定了先采用"线程外推"实现部分目标回波的同心圆累加,再用"归约相加"实现所有目标回波的累加。最后,与常规GPU方法进行了实验对比,验证了所提方法的精确性和高效性。

一种三维地面场景SAR回波仿真的快速实现方法

针对三维地面场景合成孔径雷达回波仿真中存在计算量巨大的问题,提出了一种基于图形处理单元的合成孔径雷达回波快速仿真方法.首先,采用分形布朗运动模型对数字高程模型数据进行分形插值处理;再对插值后的数据进行小面元剖分并计算了剖分后小面元的后向散射系数;接着利用改进的下视角比较法对三维场景的阴影遮挡进行快速判断;最后详细分析了回波仿真过程中的3个并行层次,设计了核函数,并利用线程外推和归约相加的计算方法,实现了图形处理单元编程架构下三维场景合成孔径雷达回波的快速仿真.利用这种方法对实测数字高程模型数据进行了回波仿真和成像处理,验证了该方法的正确性和高效性.

联合误差估计的机载超高分辨率SAR成像

针对机载超高分辨率合成孔径雷达存在运动误差严重影响成像质量的问题,提出一种联合误差估计的超高分辨率成像方法。首先,依据合成孔径雷达成像几何,将惯导投影到斜距平面坐标系,反演出运动误差,通过插值运算完成距离空变粗补偿;接着,为了有效结合运动补偿,采用改进施托克插值的距离徙动算法完成徙动校正;利用子孔径误差相位提取和全孔径拼接的方法,完成运动误差的精估计和补偿;采用图像偏移算法实现残余方位空变误差相位估计和补偿。完成以上徙动校正和运动补偿后,对方位全孔径数据进行匹配滤波,得到超高分辨率合成孔径雷达成像结果。采用所提算法对机载X波段和Ku波段实测数据进行成像,得到二维0.05m超高分辨率成像结果,验证了该方法的有效性和实用性。

一种强杂波背景下SAR目标超分辨成像方法

针对合成孔径雷达图像中存在较强杂波,难以提取目标信息和进行分辨率增强处理的问题,提出了一种强杂波背景下的超分辨成像方法.首先,从信号相关性的角度出发,估计杂波自适应门限来提取目标强散射点;然后,结合梯度下降搜索法提取出目标弱散射点;最后,利用提取后的目标散射点在图像域的稀疏性,通过简化的正则化处理方法,对目标进行分辨率增强处理,实现了目标超分辨成像.角反射器和静止的机动车目标实测数据处理的结果验证了文中方法的有效性.

一种新的步进频MIMO-SAR带宽合成的处理方法

针对步进频多发多收合成孔径雷达通道间存在相位误差影响距离带宽合成的问题,提出了一种基于回波数据的通道误差估计的两步处理方法.首先,提出一种距离向相位调整的对比度增强算法来估计子带内高阶相位误差,通过补偿得到聚焦的子带信号;接着,对子带信号进行上采样和频谱移动,建立了一种旁瓣平衡模型,并推导得到旁瓣偏离率和常数相位误差的关系表达式,将实测数据的旁瓣偏离率代入便可计算得到通道间的常数相位误差.通过以上两步估计补偿后,在频率域完成步进频信号带宽合成,实现分辨率的提升.对实测数据进行处理,得到0.06m的距离分辨率,并对补偿前后合成孔径雷达成像结果进行对比分析,验证了该方法的正确性和高效性.

一种距离相位编码距离模糊抑制技术

提出一种距离相位编码距离模糊抑制技术,该技术通过发射距离相位编码多波形信号,造成距离模糊信号相对于目标信号在距离频域产生频谱偏移。再针对目标信号构造匹配滤波函数和对应其频谱支撑区间的滤波器,滤除部分距离模糊能量并造成距离模糊信号脉压后散焦,从而实现距离模糊的有效抑制,提高合成孔径雷达(SAR)图像质量。最后给出面仿真结果,证明该方法的可行性和有效性。

基于两维相位编码的距离模糊抑制方法

该文提出一种基于两维相位编码的距离模糊抑制方法,该方法通过在发射端发射一种两维相位编码的波形,接收端在进行匹配滤波时,距离模糊信号相对于目标信号而言在两维频谱上都会产生偏移。在信号处理阶段,可以针对此频谱差异构造滤波器,实现对距离模糊能量的有效抑制,降低整个测绘带内的距离模糊比,提高合成孔径雷达(SAR)图像质量。点仿真和面仿真结果都验证了该方法的有效性。

一种超宽带10GHz微波光子雷达包络与相位联合运动误差估计方法

由于运动误差严重的2维空变性,对于10 GHz超宽带微波光子SAR,传统的直接从相位进行运动误差估计的方法估计精度不高。因此,该文提出一种包络与相位联合的超高分辨运动误差估计方法,能够在没有惯导信息时实现运动误差的精确估计。该方法首先在距离徙动矫正(RCMC)之前,通过对包络对齐算法(RAA)提取的包络信息采用最小二乘算法(LSA)与梯度下降算法(GDA)获得近似的3维运动误差。接着,对粗补偿与RCMC之后的数据,先消除方位相位空变,然后采用两维空变的相位误差估计方法获得剩余运动误差的精确估计。仿真和车载微波光子雷达实测数据验证了该方法的有效性。

地球同步轨道SAR方位空变校正方法

针对地球同步轨道合成孔径雷达超长合成孔径时间和超大场景存在的严重方位空变问题,提出了一种地球同步轨道合成孔径雷达方位空变校正方法.首先通过级数反演法得到地球同步轨道合成孔径雷达精确的二维频谱表达式,但该二维频谱中的多普勒和点目标的方位位置存在严重耦合,再通过奇异值分解将二维频谱中的多普勒与点目标的方位位置分离开来;然后通过两次插值操作将高次相位补偿掉,完成整个场景的聚焦;最后,场景点目标仿真实验验证了该方法的有效性,整个场景的点目标聚焦良好.

基于两步方位重采样的中轨SAR聚焦方法

中轨轨道显著的弯曲特性导致中轨SAR信号存在2维空变,因此大场景成像对于中轨SAR仍然是个难题。该文使用参数2维空变的4阶多项式模型对信号进行建模。同时提出一种基于两步方位插值的信号方位空变校正方法,通过方位时域重采样可以校正参考距离上不同方位目标点的多普勒调频率的线性和2次空变,距离向利用CS/RMA算法即可校正场景中所有点目标的距离徙动,而第2步多普勒重采样则能够校正剩余的多普勒参数的空变特性,包括剩余的距离方位耦合空变,以及高阶多普勒参数空变。通过两步插值法能够完全校正整个场景目标信号的方位空变特性,使得传统频域成像算法可以应用于中轨SAR的大场景聚焦。最后通过所提方法与参考方法的仿真结果对比,验证了所提方法的有效性。

基于直升机平台SAR的方位重影抑制方法

直升机合成孔径雷达(SAR)已成为遥感领域的重要探测工具。针对平台微小高频振动导致方位重影,造成图像质量降低的问题,提出了一种振动相位补偿算法。首先利用回波录取的几何构型,推导基于直升机振动平台的SAR回波表达式,并引入雅可比-安格尔恒等式,对回波完成一阶贝塞尔级数展开,获得高频振动误差与方位向重影的关系式。然后,从直升机SAR实测数据入手,对方位相位进行差分、提取和快速傅里叶变换,得到振动频点信息,并对频点信息进行反演,得到高频误差相位。最后,利用高频误差相位对原始回波进行补偿,抑制成对回波模糊现象,从而消除方位重影。基于实测数据的成像处理结果验证了所提方法的有效性。

基于机载InSAR干涉相位的高层建筑重构

通过分米级高分辨SAR能够提取城市更细致的细节信息,特别是结合InSAR技术,能够获取个体建筑的三维信息和其他信息。国内城区中分布着大量的高层建筑,因此在大城市和城镇中心的城市规划中,获取高层建筑的三维信息非常重要。该文首先分析高层建筑在分米级InSAR中的投影分布特性;在此基础上,依据干涉相位图中的高层建筑特性,通过建筑检测、墙体提取和三维参数估计的逐层处理方法,实现基于InSAR干涉缠绕相位的城市场景高层建筑的三维信息重建。并采用机载N-SAR系统录取的城市实测数据验证了该方法的可行性。

浅谈误差逆传播神经网络的网站验证码识别研究

国内很多网站为了防止用户利用机器人自动注册,采用了验证码技术。验证码是网络上普遍采用的一种用于真人交互证明的有效途径。为了提高验证码的识别率,前期先对验证码进行预处理,后期采用了人工智能算法,即以误差逆传播神经网络对验证码识别进行了探讨。本文最后对测试样本进行了实验分析,取得了较高的识别率。