星载干涉合成孔径雷达系统的误码率指标分析

通过公式推导和仿真，定量分析了星载干涉合成孔径雷达（InSAR）系统误码率与信噪比的关系以及误码对InSAR图像质量性能指标的影响。在深入研究的基础上，给出了星载干涉合成孔径雷达系统误码率指标的分析结果。

星载干涉合成孔径雷达高度计波束指向优化设计新方法

基于干涉合成孔径雷达(InSAR)体制的星载高度计能实现高分辨率、宽幅、高精度海面高程测量。传统合成孔径雷达(SAR)系统波束指向设计方法以SAR图像近远端噪声等效后向散射系数差异最小化为优化目标,星载InSAR高度计对海入射角小,如采用传统波束指向设计方法将面临系统近端测高性能优于远端等问题。为使远端测高性能满足应用精度指标要求,系统需提高雷达发射功率或增大雷达天线尺寸,这对卫星系统提出了较高的要求。提出了面向测高应用的星载InSAR高度计波束中心指向设计新方法。该方法通过调整雷达波束中心指向实现全场景测高性能最优化,可有效降低传统设计方法中SAR载荷对发射功率等卫星指标的要求,对未来我国发展InSAR体制海面高度计系统设计具有重要的指导意义。仿真分析结果验证了新方法相对于传统设计方法的优越性。

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。

“合成孔径雷达干涉测量”课程思政建设与实践

针对当前面向工科研究生专业课程的思政教育研究偏少,缺乏课程思政建设方法及案例的问题,文中结合测绘类研究生所学习的“合成孔径雷达干涉测量”课程,发掘了该课程教学内容与思政要素的融合点,构建了“科研引导-隐性融合-创新拓展”课程思政“三步”实践教学法。以“资源开发地表形变监测与环境保护意识”为例,结合课程组的科研经历及研究成果,探讨了该课程思政教学实践过程。结果表明,该方法容易理解、操作方便,能够将思政元素与课程内容有机结合,可为工科类研究生课程思政教学提供参考。

地基合成孔径雷达在露天矿边坡监测预警中的应用

地基合成孔径雷达边坡监测预警系统集成了步进频率连续波和图像干涉测量技术,可以有效提高露天矿边坡监测的精度和灵活性。以某露天煤矿边坡监测应用为例,介绍了地基合成孔径雷达边坡监测预警系统的原理、参数和优势;分析了监测到的边坡形变位移和形变速度曲线。

基于调频连续波的地基干涉合成孔径雷达微形变监测实验平台

地基干涉合成孔径雷达具有测量精度高、测量距离远、全天候等特点,适用于大坝、桥梁的微形变监测。该文搭建了基于调频连续波的干涉合成孔径雷达系统实验平台,通过干涉测量原理构建模型分析回波信号,改进成像及形变监测算法,提高系统监测能力。搭建滑坡位移形变模型,验证系统设计和形变测量方法,实验测量结果与实际移动值相差0.11 mm,误差在规定范围内,满足系统性能要求。

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。

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。

地基合成孔径雷达干涉测量技术在滑坡变形监测中的初步应用研究

地基合成孔径雷达作为一种新型变形监测技术,已经逐步应用于各行各业的工程项目之中。本文介绍了地基合成孔径雷达干涉测量的原理。为了配合长江沿岸铁路的建设,引入新技术进行地质勘查,本次研究通过利用地基合成孔径雷达干涉测量技术对沿江某处滑坡开展监测实验。针对长江沿岸的环境变化剧烈且复杂问题,地基雷达监测稳定性极具挑战,通过监测结果分析研究了三方面的内容:通过变形时间序列图的波动范围确定地基合成孔径雷达变形监测实测精度研究;通过时序变形序列图的波动趋势,分析环境波动对雷达测量变形结果的影响研究;以及通过分析时序变形序列图的恢复能力,判定雷达变形监测的真实变形区域研究。该研究初步验证了地基合成孔径雷达干涉测量在沿江地区滑坡变形监测应用中的有效性,为后续建设长江沿岸铁路提供地质勘查的数据支持。

星载合成孔径雷达的发展以及干涉测量应用

论述了星载合成孔径雷达的发展历程,介绍了作为其重要应用之一的星载InSAR的概念和发展,详细介绍了典型的系统如欧空局的ERS-1/2星对、美国的SRTM任务、新近发射的日本ALOS卫星以及计划今年发射的德国的TerraSAR-X雷达卫星和加拿大的RADARSAT-2雷达卫星。最后详述了星载InSAR未来的发展方向编队卫星技术以及国外重要的编队卫星计划如法国Cartwheel方案和德国TanDEM-X任务。

苏州地区地面沉降的星载合成孔径雷达差分干涉测量监测

利用欧洲空间局ERS-1/2获取的苏州地区1993～2000年SAR数据,通过差分干涉测量处理,得到1993～1995,1995～1998和1998～2000年苏州市地面沉降场测量值.地面水准测量数据的验证分析表明,差分干涉测量值与水准测量值的相关度达0.943,标准误差均值为0.1706,雷达差分干涉测量精度可达5mm(以水准测量代表地面形变的真实情况).文中以7个水准测量基准点为例,分析上述3个时段的地面沉降速率,其总体趋势反映苏州市地面沉降速率趋于减缓,说明近年苏州的地面沉降得到了有效的控制.研究结果表明,SAR差分干涉测量技术进行城市地面沉降方面监测和时空演化特征研究具有很大的优势,同时可用于其他类型城市地质灾害的监测.

星载合成孔径雷达差分干涉测量(D-InSAR)技术在形变监测中的应用概述

本文综述了地球表面形变的主要类型 (包括开采沉陷、地表沉降、地壳运动、地震形变、火山运动、冰川运动及山体滑坡等 )及其在我国的分布状况 ,结合合成孔径雷达干涉测量 (包括InSAR及D InSAR ,统称InSAR技术 )的技术原理及特点 ,介绍了国内外InSAR技术近年来在形变监测领域的应用与发展。通过与传统形变监测及GPS监测技术的对比后指出 ,由于InSAR特有的技术特点 ,使其在各类形变监测应用中具有传统方法无可比拟的技术优势 ,必将对形变监测的发展起到极大的推动作用。

对干涉合成孔径雷达的干扰研究

干涉合成孔径雷达利用同一目标区域2次成像的复图像间存在的干涉相位以及已知的测量参数提取目标区域的高程信息,其具备大范围、全天候、高精度的三维测绘能力。对合成孔径雷达干涉成像的原理进行了分析,提出了一种对合成孔径雷达干涉成像的有效干扰方法,仿真了正弦调频干扰对合成孔径雷达干涉成像的效果。

逆合成孔径雷达三维成像综述

逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar,ISAR)可以对飞机、舰船与空间目标等进行成像,在军事和民事应用中具有重要的意义.ISAR三维成像可以克服传统二维成像中的几何失真、方位向定标难与图像投影平面未知等问题,有利于对目标进行分类和识别,是ISAR技术的重要发展趋势之一.本文主要对单天线ISAR、干涉ISAR(interferometric ISAR,InISAR)、阵列ISAR等不同体制的三维成像进行介绍.在此基础上,对各种体制的研究现状进行了总结,并对未来的发展方向进行了分析.

分布式星载合成孔径雷达顺轨干涉动目标检测

主要研究分布式小卫星载合成孔径雷达顺轨干涉(SAR-ATI)动目标检测算法,通过建立卫星轨道、编队、地面静止及运动点目标模型,分析星载SAR-ATI动目标检测的流程图,仿真地面目标回波信号并成像。实验证明了在目标径向速度相对雷达平台航向速度不是很大、目标聚焦良好的情况下,ATI动目标检测方法的有效性。

浅谈利用天绘二号卫星干涉合成孔径雷达技术制作数字正射影像的方法

传统的光学卫星在获取影像时,会受到云、雪、雾等天气因素的影响,从而导致部分光学影像由于大面积云、雪、雾覆盖,局部范围内数据无法获取。而干涉合成孔径雷达(Interferometric SyntheticAperture Radar,InSAR)是一种微波遥感方式,它能够穿透云、雪、雾以及植被覆盖密集区域,全天时、全天候进行大量数据获取,且回归周期短,分辨率不受距离影响[1]。本文将通过我国第一个基于干涉雷达技术的测绘卫星-天绘二号(Tianhui 2,Th2),研究制作数字正射影像(Digital Orthophoto Map,DOM)的方法,以便弥补由于光学卫星受气候因素影响而引起的局部数据无法获取的情况,进一步为实现利用星载InSAR技术大批量制作DOM奠定基础。

探索水体对合成孔径雷达干涉数字表面模型的影响

干涉合成孔径雷达(Interferometric SyntheticAperture Radar,InSAR)是能够全天时、全天候工作,并且具有很强穿透能力的一种微波遥感方式,它能够穿透云、雪、雾以及植被覆盖密集区域。但当雷达波束照射到水体区域时,由于水体表面比较光滑,会产生类似镜面反射的现象,造成目标后向散射系数低,回波信号弱,从而导致相干性差,干涉相位噪声严重,残差点密集,尤其在水体面积较大时极易引起相位解缠误差的产生。本文主要利用天绘二号卫星影像,通过水体是否参与干涉数字表面模型(Digital Surface Model,DSM)的过程,研究水体掩膜对干涉过程的影响,进而提高InSAR干涉DSM的精度。

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。

基于沿航向干涉的星载双通道合成孔径雷达系统地面运动目标检测技术

目前在轨的星载合成孔径雷达(SAR)系统,大都局限于沿航向排列的两个通道用于地面运动目标检测、测速与重定位。沿航向干涉ATI(along-track interferometry)技术利用两通道雷达图像间动目标和杂波干涉相位的差异,提高了地面慢速、弱小运动目标的检测能力,具有稳健性好,适用范围广,对地面场景RCS(radar cross section)起伏不敏感等特点,是双通道星载SAR系统普遍采用的一种GMTI(ground moving target indication)技术。基于干涉幅度/相位的联合分布和二元假设条件"杂波"及"杂波+动目标",文中系统地分析了SAR ATI技术中,常见的单边相位恒虚警检测和独立分布二级恒虚警检测方法,提出了条件分布二级检测和幅度/相位二维联合检测两种恒虚警检测方法,并以最优的基于NP(Neyman-Pearson)准则的似然比检测方法作为其他恒虚警检测方法性能的上限,对其性能进行分析和对比。仿真实验和性能分析结果表明,幅度/相位二维联合恒虚警检测方法稳健性好,实用性强,在低信杂比或低杂噪比条件下,检测性能良好。