天线相位中心偏移方位多波束合成孔径雷达的误差分析

本文介绍了天线相位中心偏移方位多波束技术的工作原理 ,分析了该技术引入的各种误差的成因以及对成像的影响 ,并给出了计算机仿真结果 .本文为系统设计和进一步研究天线相位中心偏移方位多波束系统的成像处理方法提供了参考 .

利用相位中心偏移方位多波束来实现宽测绘带SAR成像

该文提出了一种基于相位中心偏移方位多波束的宽测绘带星载SAR实现方案。通过在方位向上配置相位中心偏移的多个波束使雷达在一个脉冲周期内完成多个多普勒历程的信号采样,显著降低系统对脉冲重复频率的要求,实现宽测带SAR成像。针对卫星速度的非恒定性和不同波位所需PRF的多样性造成的方位信号非均匀采样,该方案采用了多通道信号重建技术来恢复均匀采样信号的算法。与采用高轨技术和分布式技术的宽测绘带SAR方案相比,这种方案的技术难度较小、易于实现。

GPS天线绝对相位中心偏移和变化对基线解算的影响

该文首先介绍了天线相位中心偏移和变化的改正原理,以及天线相位中心校正的发展过程;然后通过麻省理工大学研制的GAMIT基线解算软件里天线相位中心改正模型研究绝对相位中心偏移和变化对基线解算的影响;最后通过算例分析其影响并给出高精度GPS基线解算的建议。

GAMIT基线解算中未知类型天线相位中心改正方法研究

本文从天线相位中心改正的原理出发,介绍了如何在GAMIT中添加天线相位中心改正参数,并通过两组实验分别验证了几种GAMIT解算中未知类型天线相位中心的改正方法,对实验结果进行比对分析,对几种方案的适用情况进行了总结。

北斗天线相位中心偏差改正对精密单点定位的影响

利用厂商模型、MGEX模型和ESA模型对BDS卫星天线相位中心偏差进行改正,结果表明,3种模型对BDS精密单点定位精度均有所提升,其中,水平方向提升1~2 cm,高程方向定位精度由1 dm提升为厘米级,ESA模型优于另外两种模型。利用GPS接收机天线相位中心偏差改正值对BDS接收机天线相位中心偏差进行改正,其精度改善情况随天线类型的不同而存在差异,水平方向精度影响为毫米级,高程方向与天线类型有关,精度影响最大可达厘米级。

GNSS自适应天线相位中心评估方法

自适应天线在波束形成过程中会引起天线相位中心变化,针对这一问题,提出一种基于可用波束的自适应天线相位中心评估方法。该方法分为三步:设置天线的可用波束门限;在干扰来向均匀分布下,得到天线可用波束门限内相位方向图集合;利用最小二乘法对相位方向图集合进行拟合得到自适应天线的平均相位中心变化量。运用该方法对四种典型的四元阵相位中心进行对比仿真,结果表明,算法可以快速有效地对自适应天线相位中心性能进行评估。另外,通过设置适当的可用波束门限,可以提高自适应天线的相位中心性能。算法的评估结果可以作为GNSS高精度自适应天线阵型选择依据。

卫星导航测量型天线的相位中心标定

测量型天线的相位中心标定是在高精度卫星导航接收机中必不可少的研究工作,在辨析天线相位中心的基础上,分析了产生相位中心偏差的原因,重点研究了天线相位中心的暗室测量方法和室外校准方法,实验证明测量型天线相位中心标定校准之后,在高精度测量的应用中,基线解算后得出的测量精度大大提高,为卫星导航系统高精度测量的工程实践提供了方法指导。

顾及卫星PCO改正的BDS-3卫星差分码偏差精确估计

精确的差分码偏差改正信息是实现全球导航卫星系统多频数据精密应用的基础,而现有DCB参数估计方法及数据产品中并未考虑天线相位中心偏移的误差影响。以BDS-3为例,本文在分析BDS-3卫星PCO变化特性及其对DCB估值理论影响的基础上,推导了DCB参数中的PCO误差经验校正方法,同时提出了顾及PCO误差改正的DCB参数估计方法。利用国际GNSS服务组织全球分布的BDS-3基准站数据,实现了PCO改正前后C2I-C6I/C1P-C5P两类DCB参数的精确估计,并在BDS-3 C2I/C1P单频标准单点定位中开展定位验证。结果表明,PCO改正前后的卫星DCB差异最大可达0.60 ns,引起不同类型卫星间的DCB差异最大可达1.17 ns,DCB参数中的PCO误差对BDS-3定位应用的影响不可忽略。与未改正PCO误差的DCB产品对应的定位结果相比,基于PCO-estimated-DCB和PCO-corrected-DCB两种方案的BDS-3 SPP精度增益相当,在水平与高程方向定位精度分别提升了5.7%和6.8%。

基于原始数据域的星载双通道SAR-GMTI研究

提出了两种原始数据域的双通道SAR-GMTI实现方法.DPCA-Radon方法可以完成无杂波情况下的运动目标检测和估计,DPCA-Frft-ATI方法可以完成受杂波“污染”运动目标的检测和径向速度估计,该方法提高了信杂比,提高了目标检测和估计性能,优于通常的原始数据域方法,也优于图像域的方法,并且可实现运动目标的聚焦以及图像域的重新定位.仿真结果证明了其正确性和有效性.

旋转状态下的GPS信号跟踪性能

对于旋转载体采用圆柱共形微带天线更易实现对GPS信号稳定和连续的接收,然而接收得到的信号含有载体旋转引入的调制效应,对接收机跟踪环路提出了较高的要求。在考虑圆柱共形微带天线相位中心偏移的基础上,分析了载体旋转对GPS载波相位和频率的影响,研究了旋转状态下接收机跟踪环路的性能。仿真结果表明:为了减少旋转引入的动态应力误差,保持对GPS载波相位的稳定跟踪,必须相应的增大接收机跟踪环路的带宽,且旋转状态下二阶环路的跟踪性能要好于三阶环路。

基于多通道重构的DPCA SAR方位向信号处理

研究了一种基于方位向相位中心偏移天线技术的机载合成孔径雷达(SAR)实现方法。通过在方位向上安置相位中心偏移的多个波束来降低系统对脉冲重复频率的要求,从而在保证方位向分辨率不变的条件下能够扩展机载SAR的测绘带宽。针对由脉冲重复频率的变化造成的方位信号非均匀采样,采用了多通道重构算法来恢复均匀采样信号,以两通道机载SAR为例,通过仿真实例验证了该算法的有效性。

一种基于分段DPC和拟合的合成孔径声呐运动补偿方法

为了解决大测绘带条件下合成孔径声呐的运动误差在斜距向上的空变性会影响运动补偿效果的问题,该文提出了一种基于分段的偏移相位中心(Displaced Phase Center,DPC)算法和拟合的运动误差估计及补偿方法。该方法首先对原始回波数据在斜距向上进行分段,利用DPC算法估计各个子段的斜距运动误差,其后利用最小二乘方法对声呐运动的横荡误差和升沉误差进行估计,最后对不同斜距上的原始回波数据做逐点非均匀运动补偿处理。仿真和湖试数据处理结果证明了该方法的有效性。

基于“U”型测试转台的集束美化天线测量系统

针对由移动通信系统中集束美化天线体积大、重量重、形状异于常规板状天线等特点引起的常规天线测试系统相位中心偏移问题,提出了基于"U"型测试转台的集束美化天线室内远场测量系统,采用横向滚筒式方式测量天线水平面辐射方向图,避免了天线滑落引起的相位中心偏移问题。实际测试表明,与常规天线测试系统相比,所提系统具有测试精度高、承重大、无相位中心偏移、测试过程转台旋转平稳均匀、测试可靠性高等优点,能够满足集束美化天线的测试需求,同时具有双通道多频点扫频测量功能,可以有效地提高测试效率。

基于DPCA和多分辨分析的SAR微弱运动目标检测

图像域偏移相位中心天线(DPCA)方法可显著抑制双孔径合成孔径雷达(SAR)的静止杂波,但对消处理后的剩余杂波和噪声仍可严重影响微弱目标检测性能。该文提出采用二维多分辨分析在DPCA处理后图像域进一步抑制干扰,显著改善了SAR微弱运动目标的检测性能。数值仿真验证了新方法对杂波和噪声二种干扰成分的抑制性能。

基于ADPCA的三通道合成孔径雷达目标定位技术研究

针对相位中心偏置天线(DPCA)技术对载机速度、脉冲重复频率和相位中心间距之间的严格限制条件,提出了基于和差波束的自适应相位中心偏置天线技术(ADPCA)的三通道合成孔径雷达运动目标检测(SAR-GMTI)方法,进行地面运动目标的检测。仿真结果表明,在强杂波的背景下,能有效抑制杂波,改善了弱目标的检测性能。

基于运动补偿的双通道星载SAR动目标检测方法

分析常规的双通道星载合成孔径雷达-偏移相位中心天线(SAR-DPCA)技术检测运动目标的方法,建立了斜距平面坐标系来描述星载合成孔径雷达回波多普勒特性,说明了这种常规动目标检测方法在星载情况下的不足。针对这种情况,提出基于运动平台补偿的双通道星载SAR-DPCA动目标检测方法。该方法通过相位补偿,消除了星地相对径向运动对双通道DPCA杂波对消效果的影响,改善了双通道星载SAR-DPCA系统的动目标估计性能。

运用和差波束与ADPCA的机载SAR动目标检测

针对偏置相位中心天线(DPCA)技术由于载机运动速度、孔径中心间距和脉冲重复频率之间的严格限制条件,使其很难得到实际应用,利用和差波束和ADPCA的方法进行杂波抑制是一种好的方法。仿真结果表明,在强杂波的背景下,能有效抑制杂波,改善了弱目标的检测性能。