基于最优区域划分的子块快速因子分解后向投影算法

后向投影(Back Projection,BP)算法具有精确聚焦、完美运动补偿等优点,适合于机载超宽带合成孔径雷达(Ultra Wide Band Synthetic Aperture Radar,UWB SAR)成像,但是巨大的计算量限制了它的实际应用。子块快速因子分解后向投影算法(Sub-Image Fast Factorized Back Projection,SIFFBP)算法大幅度减小了BP算法的计算量,提高了BP算法的实用性。本文通过分析SIFFBP算法区域划分的约束条件,提出了一种基于最优区域划分的改进算法,解决了传统SIFFBP算法在小波束积累角时加速性能下降的问题。当波束积累角小于60度或成像区域长宽相差较大时,改进算法进一步减小了计算量。仿真和实测SAR数据的成像结果验证了改进算法的性能。

块三对角阵分解因子的估值与应用

In this paper, we first introduce the situation of Incomplete Factorization(IF)preconditioners. Consequently, we reduce the block tridiagonal matrix with non-singular off-diagonal blocks into a model one that has only negative identity matrixfor its off-diagonals. Then we evaluate the block LU factors for the model with thehelp of M matrices. The analyses show that the evaluation is exact in some sense.For the matrices which have equal diagonal blocks and have only negative identityoff-diagonal blocks, the tendency of the factors are also focused on. Moreover,we construct a type of preconditioners with these evaluations and analyze thecondition number of the preconditioned matrices. For the model problem, we givethe evaluation and practical condition number, which shows that the evaluation isexact to some extent. At last, we implement four of these preconditioners and testthem for the model problem. The results show that our method is effective and theanalyses imply that they will be more efficient than others in parallel computing.

圆周合成孔径雷达的快速时域成像算法

为实现圆周合成孔径雷达(Circular Synthetic Aperture Radar,CSAR)快速成像,提出一种用于CSAR的快速时域成像算法。该算法通过将CSAR的圆孔径分成若干子孔径,分别对子孔径采用快速因式分解后向投影算法处理,再将各子图像相干插值叠加至同一坐标系下得到成像结果。详细分析算法实现中的坐标转换、误差控制和运算效率等关键问题,并用点目标仿真和实测数据处理结果验证算法的有效性。所研究方法具有成像范围大、计算量小等优点。

基于子孔径相位误差拼接的相位梯度自聚焦算法

随着雷达技术的发展,合成孔径雷达的成像精度也得到了大幅提升,与之相匹配的,也需要能更精确地进行运动补偿的算法。由于惯导精度无法满足需求,如果仅使用惯导数据对运动误差进行补偿,补偿的结果中含有残余的距离单元徙动,这会损失图像的精度。本文首先分析了残余的距离单元徙动对快速分解后向投影成像算法和相位梯度自聚焦算法的影响,再将用于聚束SAR相位误差补偿的相位梯度自聚焦算法进行优化,提出了基于子孔径相位误差拼接的相位梯度自聚焦算法,使其可以对残余的距离单元徙动进行补偿,并可以将其应用到条带SAR的运动补偿中,最后利用Ku波段雷达的实测数据验证算法的有效性。

采用斜距波数子带划分的SAR图像自聚焦方法

小型旋翼无人机载合成孔径雷达在运动中易受大气湍流等因素影响,产生二维空变的运动误差,影响SAR成像质量。本文提出一种基于拟极坐标系的快速因子分解反向投影(QPG-FFBP)成像自聚焦方法。该方法基于斜距波数子带划分,采用基于加权的相位梯度自聚焦模型估计每个子带的方位相位误差,并融合非系统距离单元徙动的相干性估计,完成全图像的运动补偿,解决二维空变误差补偿问题,提升图像的聚焦效果。通过仿真实验以及小型旋翼无人机载实测SAR数据验证了该方法的有效性。

欠定条件下同步组网跳频信号盲源分离方法

为实现欠定条件下同步组网多跳频信号的盲源分离,提出一种基于平行因子分析模型与子空间投影法的跳频信号分离方法。通过计算跳频信号时延相关矩阵构造三阶张量,将混合矩阵估计问题转化为张量CP分解问题。同时改进用于CP分解的经典最小二乘(ALS)算法,使用直接三线性分解方法粗估加载矩阵作为ALS初始迭代矩阵,在迭代过程中采用标准线搜索加速收敛得到混合矩阵。在此基础上,利用子空间投影法完成跳频信号的盲源分离,并剔除离散噪点进一步优化分离效果。仿真结果表明,该方法能够有效提高混合矩阵估计精度,改善源信号恢复效果。