X频段星载合成孔径雷达与船载雷达系统共存研究

依据《无线电规则》和《中华人民共和国无线电频率划分规定》第5.476A款要求,9GHz频段卫星地球探测业务(有源)不得对同、邻频的水上无线电导航和无线电定位业务台站、无线电导航台站、固定业务电台等产生有害干扰,亦不得要求这些台站提供保护。本文主要评估X频段星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar Satell,简称SAR卫星)与船载雷达系统的干扰共存问题。研究表明,SAR卫星对同、邻频的水上无线电导航系统存在一定概率的干扰,且干扰的大小超出了水上无线电导航业务系统的干扰协调门限。因此,SAR卫星使用X频段时,需要评估对水上无线电导航业务系统的干扰。

基于星载合成孔径雷达图像交叉谱的全球海浪特征研究

星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)因其全天时、全天候的观测能力,为全球海洋动力环境要素研究提供了重要数据支撑。然而,SAR海浪成像是非线性过程,现有理论中的近似求解会导致海浪谱反演的信息缺失。SAR图像交叉谱技术的提出一定程度上突破了这一限制,能够很好地量化海浪谱特性及海浪传播方向。本研究延续前人系列成果,利用最新提出的面向径向海浪的图像谱强度,开展不同尺度海浪随局地风速的变化趋势分析,并基于雷达视向图像谱强度提取了谱峰波数,进而结合欧洲空间局环境遥感卫星先进合成孔径雷达波模式在开阔大洋获取的近400万景SAR图像,分析了谱峰波数的全球分布特征,为量化全球风浪耦合过程提供新视角,揭示了海浪与风速耦合关系的空间分布与季节变化规律。

W波段机载视频合成孔径雷达系统

合成孔径雷达(SAR)能够全天时全天候工作,在对地遥感领域具有广泛和深入的应用。视频SAR将SAR成像获得的空间维度信息拓展到时-空维度,可以获取更加丰富的遥感信息。传统SAR频段较低,导致合成孔径时间长,数据计算量大,高帧频输出难度很大;而低频段太赫兹波对目标细节感知能力强,合成孔径短,特别适合于微弱目标的视频感知。本文设计了一种工作在W波段的视频SAR系统,采用收发分置连续波固态前端体制,输出峰值功率1 W,最大发射带宽可达1 GHz;采用极坐标格式算法(PFA)结合GPU架构实现高帧率低延时成像。仿真试验表明,系统成像分辨力可达0.15 m,成像帧率约5 Hz。

合成孔径雷达测量技术发展与应用

合成孔径雷达(SAR,Synthetic Aperture Radar)测量,通过搭载在卫星或飞机上的雷达系统发射微波信号并接收地面反射回来的信号,来获取地表的信息,可以在任何天气和光照条件下工作,具有全天时、全天候的特点,是一种主动微波遥感技术。SAR测量时,雷达系统沿直线轨迹运动,同时发射微波信号并接收地面反射回来的信号,生成高分辨率的二维图像,即SAR图像。SAR测量具有大范围覆盖、多极化和多角度观测、穿透力、高分辨率,可用于干涉测量的特征。SAR可以从卫星或飞机上对地表进行大范围的观测,在不同的极化和入射角度下获取数据,穿透云层、植被等遮挡物,获取地表以下的信息。同时,SAR凭借侧视成像的特点,可以被用来精确估计地球表面物体的标高,这使得未来SAR技术的使用领域进一步扩大。

合成孔径雷达深度学习成像研究综述

现代合成孔径雷达(SAR)系统工作在日益复杂的电磁环境中,对成像精度、实时性以及算法鲁棒性等要求越来越高。传统的匹配滤波以及压缩感知技术在满足SAR成像的各类高标准要求时局限性较为明显,尤其在成像性能方面。随着机器学习的快速发展,研究人员将深度学习网络与雷达成像算法相结合,提出了学习成像技术,旨在为实现高质量实时成像寻求新的解决方案。本文从数据驱动以及模型驱动同数据驱动相结合的两种思路出发,介绍了用于求解SAR成像逆问题的深度学习网络架构。在此基础上,对SAR静止目标学习成像、SAR运动目标学习成像、SAR三维学习成像以及ISAR学习成像的研究现状进行概述,帮助研究人员和从业人员理解深度学习技术在SAR成像相关问题中的应用。最后,提出该研究方向一些悬而未决的问题,探讨潜在的解决方案和未来趋势。

星载合成孔径雷达(SAR)斑马图仿真与研究

星载SAR中 ,要根据斑马图、距离模糊度和方位模糊度来选择脉冲重复频率 (PRF) ,因此斑马图非常重要。本文根据斑马图计算公式 ,并根据一定的卫星轨道和雷达参数 ,给出了斑马图仿真 ;同时讨论了信号脉宽、保护时间等因素对斑马图的影响 ,提出了自适应斑马图设计的方法 。

星载合成孔径雷达(SAR)空间几何关系误差分析

本文以星载ＳＡＲ卫星平台和地面目标的空间几何关系为基础，给出了星载ＳＡＲ多普勒参数数学模型，分析了卫星运动、平台姿态、地球旋转、目标高度等几何参数误差对测绘带上的多普勒参数、零多普勒偏移、目标位置等星载ＳＡＲ处理参数的影响，说明了采用“偏航调整”方法（ｙａｗｓｔｅｅｒｉｎｇ），可以使天线波束中心位置指向零多普勒方向而降低多普勒中心频率。最后以航天工业总公司论证的Ｃ－ＳＡＲ系统参数进行了仿真实验，计算结果与理论分析相吻合。

星载合成孔径雷达动目标检测专利技术综述

星载合成孔径雷达具有作用距离远、覆盖范围大、持续工作时间长、成像模式丰富等优点,是一种实现目标监测的重要手段。对于船舰等动目标的检测具有很大的优势,一直是国内外研究的热点。本文对星载合成孔径雷达目标实时检测相关领域的专利进行了数据分析,对该领域的技术脉络进行梳理,从技术起源、国内外专利申请量的年度分布、分类号统计等方面对星载合成孔径雷达目标实时检测进行了技术分析,为审查该领域相关方面提供一定的知识储备。

星载合成孔径雷达的ScanSAR技术

星载扫描波束合成孔径雷达（ＳｃａｎＳＡＲ）技术可以扩展星载合成孔径雷达一次通过观测地区时的观测带宽度。对ＳｃａｎＳＡＲ成像的天线波束位置数目、扫描角度范围和方位分辨率等性能进行了分析，阐述了ＳｃａｎＳＡＲ的某些设计考虑。

基于永久散射体合成孔径雷达干涉测量技术的地面沉降监测

城市施工建设及地下水开采活动日益频繁,导致城市地面沉降问题日益严重。虽然传统地面沉降监测技术的精度较高,但成本也高。近年来,星载合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术发展起来,已被用于监测大范围地表形变,具有低成本、大面积、高精度等特点。首次采用永久散射体合成孔径雷达干涉测量(PSInSAR)技术,监测上海西南某区域2017—2021年间的地面沉降。结果显示:除一处楼房外,该区域大部分地区未发生沉降,最大沉降速率约−7.10 mm/a,最大沉降量约25.43 mm。采用该技术监测沉降,一方面节省了大量的人力和物力;另一方面,本研究成果对城市地表沉降的科学防治具有重要的参考意义。

星载合成孔径雷达(SAR)成像处理快速近似算法

本文研究了一种用于星载SAR方位处理的快速算法,称为SPECAN算法,该算法与常规的频域算法相比较,在计算量、存贮量和算法结构上都有明显的优势。它可作为星载SAR粗处理的实时处理算法,对星载SAR实时成像处理具有重大意义。本文着重(?)(?)了SPECAN算法的结构及其在星载SAR中所需解决的特殊问题。最后,利用SEASAT(?)A海洋卫星SAR原始数据验证了该算法的可行性。

基于逆chirp scaling的合成孔径雷达卷积欺骗干扰方法

针对现有合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)欺骗干扰方法生成虚假场景时难以兼顾逼真度和低计算量的问题,提出了一种基于逆chirp scaling(CS)成像方法的SAR卷积欺骗干扰方法.该方法利用相位相乘补偿虚假场景内各虚假点的距离徙动,避免了插值运算,在降低求解干扰机频率响应函数计算量的同时,提高了虚假场景的生成精度.并且通过对欺骗模板进行线性调频Z变换(chirp-Z transform,CZT),直接从模板图像变换到实际SAR信号对应的空间频域,再次避免了插值运算,进一步降低了求解干扰机频率响应函数的计算量,提高了干扰机实时性.理论分析和仿真实验验证了相比逆omega-K(ωk)近似方法和经典的两步生成方法,本文方法能够兼顾虚假场景的生成精度和计算效率.

星载合成孔径雷达探测水面舰船技术研究

星载合成孔径雷达 (SAR)对水面舰船探测技术作为一种受到普遍关注的获取舰船信息的有效手段 ,较之其他探测方法有着独特的优点 ,根据近年来国内外运用星载SAR所取得的成果 ,对其探测舰船及其尾迹技术进行研究 ,以期获得较好的方法检测船舶及其尾迹。

利用Wigner-Ville分布估计星载合成孔径雷达多普勒中心频率

在星载合成孔径雷达（ＳＡＲ）系统中，多普勒中心频率的精度直接影响着成像的质量。目前常用的多普勒中心频率估计方法的估计精度与目标场景的统计特性密切相关，因而在实际应用中估计方差较大。本文提出了一种基于时频分析的多普勒中心频率估计方法，并给出了处理仿真及ＥＲＳ－１实测数据的结果。结果表明这种估计方法对目标统计特性的变化不敏感，而且估计精度较高。

星载合成孔径雷达数据仿真研究

针对星载SAR原始回波数据模拟 ,建立了卫星姿态扰动模型 ,提出了一种距离迁移校正方法。同时给出了卫星姿态扰动、量化、噪声对原始回波数据产生的影响的模拟结果 ,以及距离迁移校正、方位加权对信号处理的模拟结果。

合成孔径雷达(SAR)及其在地质和地震研究中的应用

在遥感技术广泛应用的今天,合成孔径雷达(SAR)因其具有全天时、全天候成像能力及对地物有一定穿透力等独特的特点,已成为地学研究的一个重要手段。概述了合成孔径雷达技术的发展状况,对合成孔径雷达成像机理及特征做了简要介绍,同时对新兴起的合成孔径雷达干涉测量(INSAR)技术也做了简单描述,并就SAR在地质和地震研究中的应用进行了举例说明,充分肯定了合成孔径雷达技术在地质和地震研究中的重要作用。

星载合成孔径雷达遥感及多卫星遥感数据融合方法

合成孔径雷达（ＳＡＲ）数据，以其特有的成像机理和对地物信息的属性描述及其全天时、全天候作业能力，形成了对传统多光谱遥感数据的互补。通过数据融合技术，可以优化遥感信息资源，实现多卫星遥感数据的优势互补，使遥感信息得到最大限度的利用，从而为地学研究中的各种模型方法和决策系统提供科学依据。根据信息的抽象程度不同，融合可分为原始数据融合、目标级融合和决策级融合三个层次。在不同的层次具有相对应的信息融合方法。

圆周扫描地基合成孔径雷达极坐标格式成像算法

圆周扫描地基合成孔径雷达(圆周扫描地基SAR)成像是一种实现360度全方位观测的合成孔径雷达成像技术。现有的成像算法存在计算效率随场景扩大而降低和斜距近似导致的成像精度下降问题,难以实现实时成像。本文提出一种新的圆周扫描地基SAR成像的算法。该算法的基本思想是:首先,将球面波回波信号进行分解,表示为平面波积分形式;其次,构造扫描角度方向的滤波器,利用傅里叶变换的卷积定理,消除角度方向的高阶相位误差;进一步对信号进行极坐标转直角坐标插值,实现角度方向与距离方向的解耦;最终,通过二维逆傅里叶变换实现目标聚焦。通过仿真和实际数据实验对算法进行验证,并对本文算法与BP算法在成像质量和成像效率方面进行对比,证明本文算法可以实现高效成像。

星载合成孔径雷达构像方程及其应用于轨道精化的研究

星载合成孔径雷达构像方程是地理编码、立体测量、影像定位等几何处理的基础。本文首先讨论了构像方程的参数选择,在充分考虑轨道物理模型及摄动力影响的基础上,提出了一套改进的轨道模型参数。从距离方程及多普勒方程出发,详细推导了包含轨道模型参数及成像处理参数的星载SAR构像方程。作为构像方程的一个具体应用,本文研究了星载SAR影像的轨道精化问题。将构像方程线性化,对每个地面控制点列出误差方程,可以用类似于航空影像的空间后方交会的方式精确求解轨道模型参数。试验中从1∶5万地形图上量取了5个地面控制点,对一景Radarsat SAR影像进行了轨道精化。比较发现,头文件提供的轨道与精化的轨道之间有约2km的位置差异,用精化的轨道数据得到了高精度的几何校正结果。它间接地表明了轨道精化算法的正确可行。

冲激脉冲合成孔径雷达(SAR)成像算法

本文研究了一种用于冲激ＳＡＲ成像处理的算法——反向投影法，该算法不同于满足“远场、窄带”约束条件下的常规ＳＡＲ的频域成像算法。本文阐述了后向投影法基本原理，并对在运用后向投影法成像过程中所遇的一些特殊问题作了分析并提出了解决办法。最后，本文给出了计算机仿真结果，验证了反向投影法的有效性、正确性。