微型合成孔径雷达与多旋翼无人机的一体化遥感平台

近年来,多旋翼无人机载微型合成孔径雷达(Mini Synthetic Aperture Radar,Mini SAR)因其全天候、全天时、零伤亡、机动灵活以及低成本的特点,受到广泛关注。文章在概述多旋翼无人机载Mini_SAR技术的基础上,提出了一种基于Mini_SAR成像系统与多旋翼无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)的一体化遥感系统平台。该平台针对遥感任务对系统软件和硬件做了高度集成,使得遥感任务可以高效地运行,同时可靠性大大增加,系统部署效率显著提升。该平台对无人机机载Mini_SAR在各行业中的普及应用起到了重要推动作用。

微型合成孔径雷达成像信号处理技术

微型合成孔径雷达(MiniSAR)有效突破了时间与空间的限制,具备轻量化、低功耗、高灵活度等优势,能够满足感兴趣区域(ROI)的高分辨成像需求。然而,MiniSAR成像信号处理依然面临若干技术难题,例如复杂航迹条件下对地面目标的高分辨成像,非合作动目标的重聚焦,数据处理的效率与实时性等。据此,该文提出了一系列成像信号处理技术及其对应的现场可编辑门阵列(FPGA)硬件设计架构,从而实现了MiniSAR高分辨率成像与实时性处理。最后,基于多组聚束/条带式MiniSAR试验结果,验证了该文方法的有效性和可靠性。

美国研制成功微型合成孔径雷达

美国圣地亚国家实验室最近设计出一款微型合成孔径雷达(miniSAR)，并计划在年内进行飞行试验。这款雷达将用于与模型飞机大小相当的无人机，以后还可能用于精确制导武器等。

无人机机载合成孔径雷达冰情凌汛监测应用研究

黄河河段特殊的地理位置和气候条件造成每年季节性的冰凌灾害,利用传统监测手段在夜间监测具有许多困难。随着无人机机载微型化合成孔径雷达(MiniSAR)技术发展,使得全天时、全天候航空遥感监测成为可能。本文通过对无人机机载合成孔径雷达监测系统集成构建,利用该套系统验证了黄河冰情凌汛应急监测的适用性,最后指出了无人机机载合成孔径雷达在行业应用中的推广价值。

基于TX2的微型SAR实时成像信号处理技术

微型合成孔径雷达实时成像处理系统使用GPU实现,该系统以波数域成像算法为基础,采用两步运动补偿方法补偿无人机平台的运动误差,然后使用相位梯度自聚焦算法补偿残留相位误差。基于NVIDIA公司TX2开发板对实时成像处理系统进行了算法开发与验证,结合GPU特性对成像算法并行化处理,在18.5 s内实现了16k×8k点的数据处理。试验结果验证了实时成像处理系统的有效性。

无人机载微型SAR系统设计与实现

针对无人机微型化发展对合成孔径雷达(SAR)系统的微型化需求,该雷达系统设计方案采用调频连续波体制、功能及系统一体化、射频直接调制及数字解调和芯片化设计等技术,降低了系统复杂度,减少了系统的体积、重量和功耗,实现了小体积、轻重量、低功耗的微型SAR系统。分析了调频连续波体制SAR的成像算法及其地面动目标显示(GMTI)处理技术。通过微型SAR系统在小型无人机平台上的飞行试验,试验结果验证了系统的有效性和可行性。

美国完成无人机小型合成孔径雷达飞行试验

洛克希德·马丁公司在它82千克重的“天空幽灵”（SkySpirit）无人机上试飞了罗克韦尔·柯林斯公司生产的微型合成孔径雷达（MiniSAR）。该雷达可以在烟雾，扬尘、雨天等能见度不好的条件下，提供100毫米分辨率的地面图像。在4次演示验证中，该无人机以区域环形测绘图和广城带状测绘图两种模式传送了图像。

基于Z7的微型SAR实时成像系统设计

针对合成孔径雷达(SAR)的微型化发展需求,提出了一种基于Z7的微型SAR实时成像系统。该系统采用高度集成化及模块化设计,将传统的SAR综合处理单元集成在一块微型板卡上实现全部功能,包括信号产生、中频采样、信号处理、数据处理及数据记录功能。在满足总体成像技术指标的前提下,减少了系统设备体积、重量及功耗,实现了微型SAR实时成像技术。该系统经过多个架次的微型无人机试飞验证,取得了令人满意的成像效果。

基于FPGA的微型SAR成像信号处理技术

微型SAR(MiniSAR)成像处理系统通过现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)设计并实现。该系统中成像处理流程以极坐标格式算法(Polar Format Algorithm,PFA)为基础,首先对回波数据进行参考距离补偿,再采用尺度变换原理(Principle of Chirp Scaling,PCS)代替插值过程实现距离向的重采样,能够在提升算法精度的同时,提高运算效率;方位向处理采用高精度的Sinc插值方法,流水线输出插值结果,运算效率进一步提高;最后,系统通过相位梯度自聚焦(Phase Gradient Autofocus,PGA)算法实现残留相位误差的估计和补偿。基于Xilinx公司的Virtex7-XC7VX6907开发板对系统进行了成像处理和验证,系统工作频率为200MHz,在5.10s时间内实现8 192×4 096个采样点的32位单精度浮点成像处理。实测数据处理结果验证了系统的有效性。

一种高效的微型SAR实时成像系统架构设计

旨在解决微型合成孔径雷达(miniature synthetic aperture radar,MiniSAR)实时成像处理系统级的关键问题。首先给出了MiniSAR的特点及因其产生的设计问题,分析了高分辨率指标下的系统需求,比较了传统方案的优缺点。为使系统性能最优化,设计了一个高效的体系架构,并给出了全面提升系统性能的一系列方法,减少处理器之间的数据交换、提高交换效率、提高交换速度,同时利用软硬结合的灵活方法解决模块化、可升级及可重配置的问题。最后通过与传统方法的比较验证其有效性,并给出成像结果和结论。

微型全极化SAR海洋监测应用技术研究

我国作为海洋大国,近年来海洋事业进入快速发展时期,合成孔径雷达以其自身的技术特点在海洋遥感监测中发挥了重要的作用。在以往的海洋监测中大多采用星载合成孔径雷达获取海洋数据,但因星载SAR受到卫星搭载平台和运行轨道等因素影响,对局部地区高时效的数据获取还存在一定的制约因素。本文通过对无人机机载微型全极化合成孔径雷达对海岸带、海岛礁、海洋动目标高分辨率成像和应用分析研究,为无人机机载SAR在海洋监测中的应用提供了全新的技术手段。

波兰开发出微型无人机传感器

波兰私营WB电子（WB Electronics）公司和军事技术学院联合开发了一种小型光电转塔和合成孔径雷达，并将其集成在了WB电子公司的Tarkus微型无人机上。

高分辨无人机载SAR多模接收/激励子系统

为适应无人机载SAR侦察系统高分辨、大测绘带、微型化要求,接收/激励子系统采用了直接解调与去调频兼容工作方式,使系统基于100 MHz实时处理器实现最高达0.5 m分辨率多种工作模式,并具有大测绘带功能。采用了基于高速数字直读波形产生技术实现了发射信号和去调频信号的预失真补偿,结合接收通道失真的大闭环补偿,在大带宽时获得优于-40 dB距离峰值副瓣。采用了多重隔振和小型化结构设计实现了强环境适应性和振动条件下高频率稳定度。

无人机机载SAR在地理国情监测中的应用研究

在我国,由于特殊的地理位置和气候条件使得局部地区获取数据较为困难,导致在地理国情监测中利用传统光学成像监测手段获取数据难以满足监测需求。随着无人机机载微型化合成孔径雷达高分辨率对地观测成像技术的不断发展,使得全天时、全天候航空遥感监测成为可能。本文通过对无人机机载合成孔径雷达监测系统集成构建,利用该套系统高分辨率微波成像,验证了其在地理国情监测应用中的适用性。为无人机机载SAR技术在地理国情监测中的应用提供了新的解决手段。

印度月船-1发射

2008年10月22日，印度极轨卫星运载火箭（PSLV—C11）将月船-1（Changdrayaan-1）探测器从萨迪什·达万航天中心发射升空。探测器携带11台探月仪器，进行11项科学实验，其中印度5项，NASA2项，德国、英国、瑞典和保加利亚各1项。NASA在探测器上安装了微型合成孔径雷达等仪器，用以测量月面是否含有水、冰和矿藏资源。印度的其中1台为月球撞击器，质量为29kg。

国产机载微型InSAR系统的DEM精度分析

针对我国一些多云、多雨地区光学影像获取困难,且国内机载InSAR系统获取DEM精度普遍较低的问题,该文以国产机载微型InSAR系统为依托,首先,对InSAR原理和DEM获取流程进行了分析,着重对运动补偿和基线估计方法进行了归纳分析;其次,使用实验数据对国产机载微型InSAR系统的高程精度进行了验证分析,检查点高程中误差为0.44m,结果表明使用国产机载微型InSAR系统可以获取高精度DEM数据,满足我国测量规范对于丘陵地区1∶5 000成图比例尺地形图的要求;最后,为了进一步提高国产微型InSAR系统的测量精度,对控制点位置、定标器、DEM局部编辑等方面提出了建议。

飞翔的眼睛——发展中的微型无人机

伊拉克战争中,尽管美军对伊军布防情况了如执掌(通过侦察卫星),可在城镇中遇到伊军零星抵抗时,不得不报告上级请求空中侦察及火力支援。这一举动既延误战机又有损于美军的整体形象,其主要原因是对敌地面小规模防御体系缺乏有效的侦察手段。但这一现象很快就得到了改变,随着各种单兵用无人机陆续研制及装备部队,连、排及班一级步兵分队将拥有灵活机动的战场微型侦察无人机。它们将利用先进的侦察技术和信息传输技术实时地将图象传递给连、排指挥车,为战术行动提供第一手情报。