月地双基SAR成像的快速后向投影算法研究

为了提高对全球变化的大尺度观测能力,月基对地观测的概念应运而生。由于月基单站合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)的双程传播会造成回波信噪比衰减,为此针对月地双基SAR工作模式展开研究。考虑到月、地、星复杂的相对运动为成像带来困难,根据月、地、星的几何关系建立平面直角回波模型。同时考虑到月球和卫星运行轨迹的弯曲性,分析模型误差,推导了精确的回波二维频谱表达式。在此基础上提出了一种基于快速后向投影的SAR成像算法,补偿了方位空变的模型误差,利用频域子孔径成像和频谱融合实现成像算法的快速化。通过分析可知月地双基SAR的理论回波信噪比与地月距离的平方成反比,与月基单站SAR相比有显著提升,最后通过X波段SAR仿真数据验证了文章算法处理月地双基SAR成像问题的效性。

月基SAR对地观测系统参数分析

随着人类探月活动的发展,以月球作为观测平台对地球进行合成孔径雷达(Moon-based synthetic aperture radar,Moon-based SAR)观测研究引起了诸多学者的关注。Moon-based SAR具有长期、大尺度、连续动态的观测优势,可望为固体地球宏观运动现象的观测提供新途径。针对科学应用需求,并考虑地月相对运动关系和影像性能的约束条件,进行了Moon-based SAR系统关键参数分析与仿真。数值计算结果表明,Moon-based SAR具有超宽幅对地观测的应用潜力,在满足成像性能的要求下,采用多波束工作模式测绘带宽可达上千千米。

月基SAR仿真成像研究

月基合成孔径雷达(Lunar Synthetic Aperture Radar,Lunar-SAR)能在较短的观测周期获得全球性的大尺度观测图像,其概念自被提出之后便引起了广泛的讨论和研究。介绍了月基SAR与传统星载、机载SAR的不同,分析了超长传输距离、月球半径、天体章动和平动等因素带来的影响,结合实际地月相对运动参数完成了月基SAR回波信号仿真。对回波仿真数据进行BP成像,成像结果验证了月基SAR的可行性。对本研究的贡献以及未来研究方向进行了总结。

面向全球变化探测的月基成像雷达概念研究

全球变化研究日益受到世界各国政府与科学界的高度关注．合成孔径成像雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）作为一种主动微波遥感成像手段，在对地观测中发挥着重要作用．为实现对地球的大尺度、连续性、长期性动态观测，更好满足全球变化科学问题研究的需要，并形成与星机载对地观测技术互补的能力，本文提出在月球上建立一个成像雷达系统，基于月球平台展开面向全球变化的观测的设想．月基成像雷达系统具有高分辨率、宽测绘带幅宽的特点，条带模式下测绘带幅宽可达数千公里，采用扫描模式一天可以覆盖地球表面的40％，其空间分辨率可达10m级甚至更高．通过简化的观测模型，本文定量分析了月基成像雷达的空间分辨率和覆盖范围，并通过模拟观测青藏高原和亚马逊平原的覆盖范围．结果表明，该系统大部分天数能完全覆盖青藏高原，而观测亚马逊平原的覆盖率在40％～70％之间．通过月基成像雷达可以提供大范围、长期而且稳定的时间序列数据，为全球变化研究提供有力的支持．

GSSR成像雷达应用进展及其对我国深空探测的启示

美国GSSR(Goldstone Solar System Radar)成像雷达系统在国际深空探测中扮演重要的角色,已广泛应用于月球地形测绘、火星探测、小行星轨道测定和深空探测器测控等。梳理了GSSR系统研究背景和发展现状,分析了其系统组成及对近地天体主动探测的观测原理,并着重介绍了GSSR在深空探测领域的最新应用进展,最后探讨了GSSR成像雷达对我国深空探测任务和月基雷达对地观测研究的启示。

雷达遥感六十年：四个阶段的发展

雷达遥感问世60年来已经历了4个阶段的发展,其在对地观测中的作用正日益凸显,已经广泛应用于不同领域。4个阶段分别是单波段单极化阶段,多波段多极化阶段,极化和干涉阶段,以及以双/多站或星座、高时序高分宽幅、3维成像为代表的新阶段。本文结合作者长期在雷达遥感领域的研究经历,总结和回顾了雷达遥感的阶段发展和具有里程碑式的代表性技术;从观测技术、数据处理和应用角度阐述了新阶段雷达遥感的发展趋势,以及雷达遥感与人工智能和大数据结合的思考;最后着眼未来,介绍了月基雷达对地观测平台的前瞻性研究。