基于复数信息传递的结构稀疏宽角合成孔径雷达成像算法

传统相关处理算法不能完全解决宽角合成孔径雷达(WASAR)成像中目标的散射特性随观测角度变化的问题。稀疏信号处理为该问题提供一种新思路,各向异性问题可以建模成欠定方程组。随角度增大,未知量的规模以观测孔径数目的线性规模增长,导致成功重建难度增大,甚至是重建失败。该文提出一种基于信息传递原理的宽角合成孔径雷达成像方法。根据宽角合成孔径雷达的观测几何及目标散射特性在不同角度之间存在的相关性,建立基于结构稀疏的成像模型;然后利用信息传递原理,提出基于结构稀疏复数信息传递(GCAMP)的成像算法求解该成像模型。仿真结果验证了该方法的有效性。

宽角合成孔径雷达二维缺失数据自适应幅相估计成像方法

宽角合成孔径雷达(WASAR)由于数据获取时间长,强电磁体、无线频段及方位扰动等因素会造成接收数据出现缺失,采用常规FFT处理方法会造成图像混叠,模糊及高旁瓣等问题。该文首先将自适应幅相估计(ATAPES)方法扩展至2维,其次,将tuning因子引入缺失数据外推过程,提出一种2维缺失数据自适应幅相估计(ATMAPES)方法,算法将最优外推估计结果填补回原始数据得到完整2维频域数据,通过循环迭代得到目标位置及幅度的准确估计结果。仿真实验验证了算法的有效性。

星载宽测绘带合成孔径雷达成像处理

文章主要研究星载宽测绘带合成孔径雷达（ＳＣＡＮＳＡＲ）成像处理。重点讨论ＳＣＡＮＳＡＲ的工作原理、信号格式、信号结构和咸像处理算法。成像处理算法包括块数据成像算法和块图像拼接算法。频谱分析法和时域频域混合相关法被用于块数据成像，块图像的拼接是利用时间关系剪裁决图像再顺次拼接。计算机仿真验证了本文原始数据重格式化及ＳＣＡＮＳＡＲ成像处理。

快速搜索算法与极化合成孔径雷达三维成像

从全极化(hh,hv,vh,vv)合成孔径雷达(SAR)图像数据中,可提取方位向的地势倾斜度信息,形成极化SAR三维成像。该文重点研究极化 SAR三维成像快速算法;提出由 Stokes矢量推导的的极化椭圆方向用解模糊算法;讨论目标极化散射特性对提取地势高度信息的影响以及处理方法;并利用真实的极化 SAR图像数据得到了极化三维成像结果。

波束扫描合成孔径雷达成像处理

本文主要研究了波束扫描合成孔径雷达（ＳＣＡＮＳＡＲ）的成像处理方法．分析了ＳＣＡＮＳＡＲ的工作原理、信号格式、信号结构和信号参数限制．成像处理算法包括块数据成像算法和块图像拼接算法两部分，频谱分析法和时域频域混合相关法被用于块数据成像，块图像的拼接是利用时间关系剪裁块图像再顺次拼接．计算机仿真验证了本文提出的ＳＣＡＮＳＡＲ信号格式和成像算法的可行性．

全极化合成孔径雷达(SAR)高度信息检测技术

从全极化合成孔径雷达（ＳＡＲ）二维图像数据中，经过极化综合计，利用快速搜索算法计算每一个图像像素的极化椭圆方向角 ψ、△ ψ，从而提取雷达方位向的地势倾斜度信息，形成极化 ＳＡＲ三维图像。本文在极化合成孔径雷达（ＳＡＲ）三维成像快速搜索算法的基础上，提出由Ｓｔｏｋｅｓ矢量推导的极化椭圆方向角解模糊算法，并利用美国ＮＡＳＡ１９９４年ＳＩＲ—Ｃ采集的真实全极化合成孔径（ＳＡＲ） Ｍ维图像数据，经计算机处理得到了极化合成孔径（ＳＡＲ）三维成像结果。

合成孔径雷达系统的新概念及关键技术

通过将数字波束形成技术、多孔径信号处理等新兴技术与合成孔径雷达系统结合,国内外提出了多种新型的合成孔径雷达系统,有效提升了微波成像的性能。文中重点介绍了新型合成孔径雷达系统中涉及的新原理和新概念,国外近些年在新型高分宽幅合成孔径雷达系统的系统性能和成像模式,最后对新型合成孔径雷达系统走向实用化过程中必须克服的关键技术进行了梳理和归纳。

合成孔径雷达技术应用于星载平台的现状与发展

综述了当前星载合成孔径雷达(SAR)的成像模式与精度、高分辨宽测绘带技术等发展情况,分析了无线SAR(WiSAR)的优势,指出天线将作为星载SAR的主要载体,其它功能部件将围绕天线而展开集成化设计,预见未来星载SAR将秉承轻量化、模块化、数字化的设计理念,实现经济型、稳健性、敏捷型的设计目标,而天线将成为未来星载SAR的主要外在构型。

基于距离向多孔径接收的宽测绘带SAR成像方法的研究

该文提出了一种新的基于距离向多孔径接收宽测绘带合成孔径雷达(SAR)成像方法。首先对这种成像方法进行了严格的论证,并证明了运算中的加权矩阵为良态矩阵,然后分析了这种成像方法的计算量,讨论了这种宽测绘带SAR的信噪比,最后给出了仿真结果。

距离向多孔径接收宽测绘带SAR三种成像算法比较

文章扼要阐述了距离向多孔径接收宽测绘带合成孔径雷达(multi aperture wide swathSyntheticApertureRadar,MAWS SAR)的基本原理,比较了三种距离向多 孔径接收宽测绘带SAR的成像算法A、B、C。算法A是先从混叠信号中分离出每个子 测绘带各自的回波信号,再作距离向压缩;算法B是先作距离向压缩,再分离出每个子 测绘带各自的回波信号;算法C与算法A基本相似,只是分离信号时用了特别定义的 权矩阵。文章对这三种成像算法进行了具体研究,并进而
得

到
了
一
些
结
论
。

基于高斯字典原子稀疏表示的高精度宽角SAR成像方法

为了提高从宽角合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)图像中提取目标后向散射各向异性特性的性能,在宽角SAR字典稀疏表示模型的基础上,提出一种基于高斯字典原子的高精度宽角SAR成像方法。在字典构造上,采用不同中心位置、相同方差的高斯函数。在求解稀疏表示系数上,采用广义最小最大凹惩罚稀疏重构算法求解。最后,根据稀疏表示系数的重构结果以及构造的字典得到目标的后向散射各向异性特性。通过仿真实验和Backhoe数据对算法进行验证,结果表明,该方法能够高精度地提取目标的后向散射各向异性特性。

一种正前视宽扇区高分辨雷达扫描成像方法

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)只有照射到飞行方向左、右两侧的感兴趣成像区域时才能处理出高分辨率SAR图像,飞行方向正前方的成像区域就成为了SAR成像的固有盲区。三通道(和、方位差、俯仰差)毫米波单脉冲成像雷达能够实现对正前视场景的二维成像,获取单脉冲图像。提出对SAR/单脉冲图像进行图像配准和融合拼接的方法:首先利用多尺度多方向二维Gabor滤波器组分别对SAR/单脉冲图像进行特征提取,然后对两组特征矩阵进行归一化互相关匹配,对匹配好的图像进行像素级融合处理,得到完整的正前视宽扇区高分辨雷达图像。试验数据成像处理结果表明,所提复合成像算法能够对飞行正前方宽扇区范围内进行高分辨成像,有效解决了工程实际中碰到的正前视高分辨成像盲区的难题,对于前视雷达成像侦察、弹载雷达目标区域景象匹配、飞行器夜航、盲降等具有一定的工程实际意义。

基于密度峰值聚类的宽角域散射中心聚类

宽角域合成孔径雷达(wide-angle synthetic aperture radar,WA-SAR)有着更广泛的角度覆盖范围,基于此得到的宽角域散射中心(wide-angle scattering centers,WA-SCs)包含了目标物体更加丰富的电磁散射特征,这对雷达的目标建模、目标识别等有着重要的意义。为了克服WA-SCs数据维度高、所含信息复杂的特点,并从中提取出所需的目标物体特征,采取密度峰值聚类(density peak clustering,DPC)算法研究WA-SCs。基于SLICY模型数据,从聚类内部评价指标、聚类可视化和算法自动化程度3个方面,将本文算法与经典的K-means、DBSCAN和MeanShift算法进行了对比实验。结果表明,DPC算法具有自动化程度高、高维数据适应性强、聚类精度高等优点,有望为后续的一系列基于WA-SCs的目标建模、目标识别等工作提供技术支撑。

基于SOMP的机载无源宽角SAR成像算法

针对机载无源宽角合成孔径雷达（SAR）在探测过程目标散射特性随观测角度变化的问题,在建立机载无源宽角SAR信号模型的基础上将成像重建过程转换为求解多测量向量的联合稀疏优化问题,并在分布式贪婪稀疏重建方法框架下提出一种基于同时正交匹配追踪的机载无源宽角SAR稀疏成像算法,能够实现对地面探测目标的准确稳健成像。仿真数据处理结果验证了所提成像算法的有效性和准确性。

基于低秩结构的宽角SAR稀疏成像

在合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)成像中,当方位向合成孔径较大时,观测区域内目标的电磁特征会表现为各向异性,导致基于各向同性假设的传统SAR成像方法不再适用。为此,宽角SAR成像方法通过将宽孔径划分为多个子孔径,利用每个子孔径对应的回波数据单独成像,实现对目标雷达图像的多角度重构。由于目标的散射特性在相邻子孔径中通常不会发生较大改变,每个子孔径的强散射中心分布高度相似,使得宽角SAR的成像结果具有低秩结构,即相邻子孔径对应的目标成像结果的支撑集相近。为了使用这种相关性,将Karhunen Loeve(KL)变换引入到宽角SAR成像过程中,再利用目标强散射中心分布的稀疏特性,建立基于低秩结构的宽角SAR稀疏成像模型。采用增广拉格朗日法(Augmented Lagrangian,AL)和交替方向乘子(Alternating Direction Method of Multipliers,ADMM)对上述成像模型进行迭代求解,从而获得宽角SAR成像结果。相比于传统的宽角SAR成像方法,本文所述方法不仅能提高目标后向散射系数的重建精度,还能有效抑制旁瓣效应与信号噪声对成像质量的影响,对目标电磁特征的多角度恢复具有更好的效果。

洱源-江川宽角地震剖面的地壳反射特征

通过对洱源-江川宽角反射地震资料的叠前偏移处理成像,得到了一个类似于近垂直入射多道地震数据的记录剖面.反射剖面图像与地壳速度结构共同揭示出地壳厚度由剖面西北端(约45km)向东南端(约40km)减薄.在洱源-楚雄西北附近深度约10km处存在一组向东南倾斜的强反射震相,其东南约50km处存在向西北倾斜的强反射震相.易门断裂两侧地壳反射属性具有明显的差异,易门断裂之西北方向深度25～40km处,中下地壳内存在两组强振幅,向东南方向上倾的地震反射同相轴,并被楚雄-建水断裂后期所错断,易门断裂之东南方向上,地壳内反射较为均一,未见特别明显的强间断面反射信息,这个反射结构被解释为印度板块东向俯冲与藏东缘地壳物质东向逃逸综合作用导致下地壳增厚和厚地壳变形的结果.

脉内聚束SAR方位高分辨率宽测绘带成像

针对星载合成孔径雷达(SAR)方位高分辨与宽测绘带之间的矛盾,提出脉内聚束SAR模式实现高分辨宽测绘带成像.建立了脉内聚束SAR模型,分析了脉内聚束SAR回波信号特性,得出脉内扫描技术会导致不同方位子场景上散射点相互叠加引起距离模糊的结论.针对该距离模糊,利用俯仰维多孔径进行空域滤波解模糊;并分析了地形起伏对成像结果的影响.脉内聚束SAR利用脉内扫描获得更长的合成孔径,以此实现高的方位分辨率;同时在采用低脉冲重复频率的情况下,获得宽测绘带,从而实现了高分辨宽测绘带成像.仿真实验结果验证了该方法的有效性.

大斜视角SAR成像的改进频率变标算法

首先给出了一种改进的频率变标算法。该算法适用于处理距离解线调后的聚束式SAR数据。对大斜視角数据,由于二次距离压缩误差的影响,偏离参考距离的散射点未能完全聚焦,且离参考距离越远聚焦性能越差。将非线性变标的方法加入频率变标算法对数据进行二次距离压缩,有效地减小了距离压缩误差。最后通过仿真实验表明,对给定的SAR参数,在斜视角为定值时,也能得到较好的成像结果。

基于NCS改进SAR大斜视角RD成像算法

SAR在大斜视时距离向和方位向存在着严重的耦合,为了消除这种耦合,分析了一种基于非线性调频变标NCS的改进RD算法。它充分利用大斜视角回波信号的大距离走动、小距离弯曲的特点,首先在距离向校正距离走动,然后采用非线性调频变标NCS来补偿方位向调频率的空变性,最后通过几何校正完成目标成像。同时仿真模拟场景的原始回波信号并对改进后的算法进行仿真,仿真结果表明,该算法可有效补偿方位向调频率的空变性,具有较高的精度,满足大斜视角下的成像要求。

一种新的高分辨率宽波束机载SAR成像算法

目前的频域成像算法在应用于高分辨率宽波束机载合成孔径雷达(SAR)时不能精确补偿运动误差,而可以精确成像的时域算法存在计算效率低下的问题。针对上述问题,该文提出一种新的成像算法。该算法通过对信号2维频谱进行扰动操作,将频域与时域算法结合互补,在提高运补精度的同时,也提高了后向投影的计算效率,从而在应用于高分辨率宽波束机载SAR时得到成像精度与效率的平衡。通过仿真和实际数据分析,验证了该算法应用于高分辨率宽波束系统的有效性。