一种改进的多普勒中心频率估计方法

在合成孔径雷达成像及其应用中，需要对多普勒中心频率进行估计．在分析目标回波多普勒历程的时频模型基础上，提出了一种时频滤波的方法，该方法通过滤除部分强散射点的时频分布来消除功率谱的扭曲，进而提高多普勒中心频率估计的精度．实验证明了该方法的有效性．

FPGA实时多普勒中心频率估计

基于弹载合成孔径雷达(SAR)对成像精度、处理时间、资源使用效率和设备低功耗的更高要求,提出一种基于FPGA的多普勒中心频率估计方法,采用FPGA实现实时高精度多普勒中心频率估计。改进回波处理流程,在距离向脉冲压缩过程中,距离向脉冲压缩结束后即可完成多普勒中心频率估计,进行后续距离走动校正(RCMC),实现了SAR信号处理机的“零等待”。在算法实现过程中,提出了基于FPGA的流水线式相位解缠绕方法和基于最小二乘的参数曲线拟合算法,实现相位解缠绕的连续流水输出以及中心频率估计参数精确插值。通过试验验证,基于FPGA的多普勒中心频率估计方法,充分发挥了处理资源使用效率,使SAR信号处理机硬件相对以前减少80%以上,处理时间和频率估计精度均优于系统要求。

基于相位扫描的GEO SAR多普勒中心频率高精度补偿方法

分析了地球自转和椭圆轨道对地球同步轨道星载合成孔径雷达(GEO SAR)多普勒中心频率的影响.在平台坐标系下推导出了二维偏航控制所需的偏航和俯仰角度的解析表达式;并结合GEO SAR偏航角度大、下视角变化范围小、平台转动难和稳定难等特点,提出了由小角度的二维相位扫描方法来完成GEO SAR多普勒中心频率的高精度补偿方法,实现了GEO SAR的偏航控制.仿真结果验证了该方法的有效性.

利用现代谱估计技术估计SAR多普勒中心频率

多普勒中心频率是合成孔径雷达(SAR)成像过程中的重要参数之一.根据SAR信号的特点和估计多普勒中心频率这个信号处理任务,将两种现代谱估计技术AR模型法和TLS-ESPRIT法用于SAR实测数据多普勒中心频率的估计.结果表明,AR模型法与经典方法相关函数法等价,并与TLS-ESPRIT法的估计结果相近,成功用于实测数据成像表明该思路有效.

一种新的多普勒中心频率实时估计算法

针对可编程器件实现合成孔径雷达多普勒中心频率实时估计问题,提出了复符号估计算法·新算法利用合成孔径雷达回波先验零均值圆对称复高斯分布统计特性,运用复反正弦定律非线性估计回波相关值,降低了多普勒中心频率估计复杂度,适合硬件实现·分析和仿真结果表明,与已有的符号多普勒中心频率估计算法相比,复符号多普勒中心频率估计算法不但大大降低了运算量和相应硬件的实现面积,提高了整个多普勒中心频率估计运算部件的运行效率,而且具有与其相当的估计性能·

基于相位增量法的合成孔径雷达多普勒中心频率估计

合成孔径雷达(SAR)系统中,多普勒中心频率的精度直接影响着成像的质量。针对合成孔径雷达多普勒中心频率估计问题,提出了基于相位增量的估计方法,并在MATLAB仿真软件环境下进行数据仿真。该算法利用合成孔径雷达回波在方位向上线性调频信号的相频曲线的分布特性,运用反正切定律非线性估计回波相位信息,并利用函数拟合的方法对频率中心进行了有效的估计。该算法降低了运算复杂度,对噪声的干扰具有鲁棒性,并且与已有的符号估计算法具有相当的估计性能。该算法的估计结果可以用于补偿载机运动误差引入的相位误差,从而实现高分辨率成像。

编队卫星SAR回波多普勒频率特性分析

针对以编队小卫星为平台的合成孔径雷达(SAR)应用系统,给出了一种推导多普勒频率解析公式的方法。该方法利用编队卫星与地面目标之间的空间几何关系及编队卫星之间的相对运动,以SAR系统参数、主星轨道根数、编队构形及目标运动参数等为前提条件,通过多个坐标系之间的相互转换,将地面目标与编队卫星的运动矢量统一在地心赤道坐标系内推导了目标回波的多普勒频率表达式。分析了回波多普勒中心频率及多普勒调频斜率的特性,通过仿真验证了从星轨道根数计算公式及多普勒频率计算公式的正确性,为进一步研究编队卫星SAR系统参数设计和选择奠定了基础。

一种改进的基于全数据集的星载ScanSAR多普勒中心估计方法

提出一种改进的适合于ScanSAR成像的多普勒中心估计方法.算法首先在各个子带内求得解卷绕的多普勒基带中心估计;随后利用各子带间脉冲重复频率(PRF)的差异,以最小均方误差准则寻找合适的模糊数组合,从而解决多普勒模糊问题.与以往方法不同之处在于,多普勒模糊的解法基于整个回波数据集,而不依赖于相邻子带重叠区数据,且不需要关于信号或噪声分布的先验知识.算法假设子带间的方位向天线指向变化足够小,以致由此导致的多普勒中心的变化远小于PRF的差异,从而可以近似认为多普勒中心是随距离连续变化的.该算法容易实现,并且能有效保证多普勒中心估计的精度和效率.

一种用于海洋要素反演的机载SAR多普勒中心偏移计算方法

多普勒中心偏移是合成孔径雷达(SAR)反演海面风场、海表流场的重要参数。该文针对机载正侧视提出一种多普勒中心偏移计算方法,分别利用载机运动状态数据和海洋探测回波数据计算多普勒中心频率,再作差求解多普勒中心偏移,并在多普勒谱分析中加入小波分析去除噪声的影响来提高计算精度。以CDOP经验模型计算结果作为比对真值,机载SAR飞行探测试验结果表明,9组探测数据多普勒中心偏移计算误差的绝对值均小于2 Hz,均方根误差为1.4 Hz,满足海洋环境要素反演的精度要求。实验表明高精度的平台运动状态数据和探测回波数据是多普勒中心偏移海洋应用的关键。

地球同步轨道星载SAR多普勒特性分析

该文推导了适用于任意轨道高度的星载SAR多普勒中心频率和调频率的精确公式,为中高轨SAR多普勒特性的研究提供了有效的方法。基于上述公式,分析了地球同步轨道SAR多普勒中心频率与低轨SAR的联系;研究了星载SAR多普勒调频率随轨道高度的变化和地球自转对同步轨道SAR和低轨SAR调频率的影响;探讨了同步轨道SAR多普勒中心频率和调频率的特征。通过数值仿真验证了推导公式和多普勒特性分析的正确性。

一种基于机载SAR原始回波的多普勒参数估计方法

多普勒参数的估计精度直接影响机载合成孔径雷达系统(SAR)成像质量。根据平均后的方位谱来估计多普勒中心频率,通过计算子图像之间的位移值来估计多普勒调频斜率。为了消除在实际应用中各种干扰的影响,采用了对原始回波数据加窗的方法来提高对估计的准确性。该算法的估计结果可以用于补偿载机运动误差引入的相位误差,从而实现高分辨率成像。通过使用实验数据进行分析,验证了该方法的有效性。

星载寄生式SAR多普勒特性分析

本文基于星载双基地雷达空间几何关系,给出了星载寄生式SAR系统中小卫星多普勒参数的两种表达形式,进一步给出了与多普勒特性相关的几个重要系统参数的表达式。分析了基线和相对速度对小卫星多普勒特性参数偏移主星参数的影响,指出基线是主要影响因素;对多普勒中心频率影响大,对多普勒调频斜率及方位分辨率影响小。分析了利用寄生式SAR提高方位分辨率的能力和限制因素。

机载SAR原始回波数据多普勒参数估计的比较

首先阐明几种多普勒参数估计方法的原理,然后利用这些方法对机载SAR实测原始回波数据进行多普勒参数估计,最后把估计得到的多普勒参数值代入到RD算法中来处理机载SAR原始回波数据.通过比较雷达图像质量,得到了适用于机载SAR回波数据的多普勒参数估计方法.

星载SAR椭圆轨道全零多普勒导引方法研究

多普勒中心频率在星载合成孔径雷达(SAR)成像中,直接影响方位向的模糊度及图像的定位精度。全零多普勒导引方法通过调整偏航角和俯仰角,使多普勒中心频率为零,但现有方法都导致残余多普勒中心频率较大。文章利用椭圆轨道下多普勒中心频率的表达式,将多普勒中心频率分为仅与俯仰角相关部分,以及与俯仰角和偏航角都相关的部分,令两部分分别等于零,首先求得俯仰角,再利用俯仰角得到偏航角,从而有效地减小了残余多普勒中心频率。利用德国"陆地合成孔径雷达-X"(TerraSAR-X)卫星参数进行仿真,结果表明:使用文章提出的方法,残余多普勒中心频率约为0.03Hz,远小于采用瞬时圆轨道全零多普勒导引方法的25Hz,从而证明了该方法的有效性。

InSAR编队卫星全零多普勒姿态导引研究

推导一种新的InSAR编队卫星全零多普勒姿态导引方法。由从星多普勒中心频率,给出了偏航角和俯仰角的解析表达式。仿真结果表明:理论上该法在距离向上可使SAR天线中心完全指向零多普勒线。

一种多相位中心天线的动目标检测和成像算法

提出了一种基于多相位中心天线的动目标检测和成像算法。通过对 3个孔径回波信号进行处理 ,获得两路杂波对消后的动目标信号 ,再对这两路信号分别进行多普勒参数估计和干涉处理 ,确定目标的真实位置、方位向和距离向速度 ,然后对动目标聚焦成像 ;与以往的动目标检测算法相比 ,提出的方法能够获得运动目标的全部参数 ;最后通过计算机仿真验证了该方法的可行性和有效性。

SAR影像的几何精纠正

SAR影像几何纠正中的一个重要问题是建立其构像模型。在阐述F.Leberl模型的基本原理和方法的基础上,针对星载SAR成像处理过程中多普勒中心频率不为零的现象,采用多项式拟和多普勒中心频率的方法,修正零多普勒条件方程,建立起既适合星载又适合机载SAR传感器的F.Leberl构像模型。机载和星载SAR影像的实验结果表明,文中提出的改进算法能显著地提高F.Leberl模型对星载SAR影像的定位精度,同时也适合于对机载SAR数据的处理,并且解算过程稳定,收敛很快,精度较高。

Sentinel-1A卫星TOPS模式数据干涉处理

TOPS成像模式通过在方位向和距离向联合调整波束姿态来实现宽幅成像。与条带模式不同,该模式在成像过程中每组Burst多普勒中心频率在方位向发生变化,干涉处理重采样时精确获取每个采样单元的多普勒中心频率是本文研究的重点。因此本文采用意大利那波里地区Sentinel-1A卫星数据进行了试验,首先采用联合估计方法有效计算出了多普勒中心频率,再调制插值核,进而获得了干涉处理结果,最后参考零多普勒时间进行Burst干涉图间的拼接,获得了更大范围的干涉图。

SAR卫星偏航导引补偿效果分析

通过建立"SAR卫星—地球—目标点"几何模型,得到多普勒中心频率的精确值;简化模型,求得卫星的偏航导引规律;分析简化前后两模型,从而得出偏航导引的补偿效果。

星地双基地SAR时频同步技术研究

本文研究了只依靠直达波信号的星地双基地SAR的时频同步误差估计方法并对估计精度进行了讨论。首先对直达波信号进行建模和分析,再对传统的基于幅度的多普勒中心频率的估计方法在双基地SAR情况下进行了估计结果的修正,从而提出了一种时频同步误差的估计方法。最后推导并分析了接收信号的信噪比、系统载频和带宽等因素与估计精度的定量关系。结果表明,当先验信息较少时,仅通过直达波数据进行同步误差的估计是可行的。由于误差估计精度由信号的信噪比、信号带宽和载频频率等因素共同决定。因此,需要对系统参数进行合理的设计,以实现高精度的误差估计,从而实现同步误差的补偿,提高双基地SAR的成像质量。