分布式星载干涉SAR中空间基线的分析和设计

分布式星载干涉SAR可以同时实现三维地形成像、洋流成像和提高空间分辨率等3种SAR于涉成像。其系统基线设计需要同时考虑这3种SAR干涉成像对基线的不同要求,所以比较复杂。该文在给出分布式小卫星被动稳定编队飞行的空间构形和3种SAR干涉成像对系统基线要求的基础上,提出了分布式星载干涉SAR基线设计中存在着3个制约关系;给出了协调这3个制约关系的一种设计准则,并在此准则下对一个L波段的分布式星载干涉SAR进行了系统基线设计。

编队卫星InSAR空间基线修正的建模与精度分析

星载GPS接收机相对定位获得的编队星间基线,与用于星载InSAR测高的基线并不相同。给出了从GPS测量基线到InSAR测高基线的关联建模,包括天线相位中心与几何中心的偏差修正、GPS接收机到SAR天线的安装部位修正以及基线矢量的坐标系转换等环节。推导了基线的修正和转换公式,并进行了相应的精度分析。对于极限基线之内的宽编队,相位中心变化造成的基线差别在亚毫米量级,一些时刻达到与测高基线精度指标相当的厘米量级,必须加以修正;在编队中由于三轴稳定卫星之间的相对姿态数值通常较小,坐标系转换误差引起的基线修正误差在亚毫米量级。

星载InSAR空间基线的系统设计与性能分析

基线在星载InSAR的系统设计和数据处理中起着非常重要的作用,它决定了InSAR数据处理的可能性和精度。该文对星载InSAR的空间基线进行了详细的分析,推导了星载InSAR的空间极限基线和最优基线的公式,讨论了空间基线的设计,论证了最优基线的存在。文中进行了计算机仿真实验,仿真结果与实际系统所用基线基本吻合。文中还使用空间基线去相干系数、高程模糊数和目标高程估计方差这三个重要指标对三个星载SAR系统进行分析。结果显示实际系统设计的基线距是比较合理的。

微小卫星编队系统的干涉SAR空间基线稳定性分析

基线在星载干涉SAR的系统设计和数据处理中起着非常重要的作用,对于微小卫星编队系统来说稳定性问题是干涉SAR空间基线的一个重要问题。首先建立了空间基线的几何模型,定义了垂直基线、有效基线和水平基线。根据微小卫星编队飞行的特点,建立了空间基线的动态模型。基于这个模型,提出了一种空间基线稳定度的计算方法。最后,比较了不同编队构形和不同卫星数目两种憎爱分明形下空间基线稳定度。仿真结果表明空间基线稳定度的计算方法是有效的。

Radarsat-2影像的空间基线误差去除方法研究

因Radarsat-2影像的基线误差在干涉图中呈现非周期性-π至π的变化,很多学者试图通过各种方法建模实现对基线更加准确的估计。然而,对基线模型的研究并不能完全消除基线误差,这个误差在之后的数据处理过程中还会累积和传递,因此,通过建模的方法并不能很好的保证结果的质量。本文在考虑到基线误差在解缠后呈现弱二次曲面特点的同时,决定采用先解缠再根据感兴趣区去除基线误差的方法,该方法避免了新误差的产生,且能够尽可能的保证解缠的质量,针对感兴趣区去除基线误差可以使结果更加准确。

空间基线丈量技术在隧道变形观测中的应用

利用徕卡全站仪免棱镜测量非接触式测定空间点三维坐标,通过计算获取空间基线的距离,从而获取各测线（即空间基线）空间长度,获得围岩变形数据.作为围岩变化量测一种新的工具和手段,其基本原理是利用全站仪自由设站,对围岩观测点进行测量,测定同一断面上各围岩变形量测点在不同时段的三维坐标,记录所测得的三维坐标数据,利用卡西欧可编程计算器编程序,将测量数据输入计算器解算各测量空间距离,得出量测结果,准确、快速地为施工提供数据参考.

空间时间基线视差法在变形监测中的应用探索

利用数码相机进行钢结构的变形监测是对传统近景摄影方法的变革 ,但数码相机属于非测量相机 ,它没有框标及定向设备 ,摄影瞬间的内、外方位元素的初始值是无法得到的。因此 ,常规解法无法解决数码相机获取测量数据的计算处理问题 ,对此时间基线视差法有其特殊优势。介绍了利用时间基线视差法处理钢结构变形测量数据的解算方法 ,并给出了实验结果。该方法考虑了分辨率、焦距以及外界环境条件的影响 ,采用有效的方法进行消除 ,取得了观测误差小于 2 / 10 0

资源型城市工业规划的环境基线空间评价方法——以鄂尔多斯市主导产业发展规划环评为例

为解决城市发展与环境保护之间日益尖锐的矛盾,资源型城市规划和工业发展应严格落实科学发展观。文章通过剖析城市发展的资源、生态、环境等制约因素及其承载能力,提出了评价城市工业发展环境合理性的环境基线空间评价理论,结合环境友好和资源节约的科学发展要求,构建了承载力增值和环境空间占用率两项评估标准及其评价指标体系。在此基础上,针对资源型城市发展的特点和环境保护重点,建立了资源型城市工业发展规划环评的环境基线空间评价方法,并将其应用于鄂尔多斯市主导产业发展规划环境影响评价,对规划实施的潜在环境影响进行了系统分析和综合评价,并据此提出了规划方案的优化调整建议。

空间三维基线向量大地坐标差与高斯平面二维基线向量间的精度转换

本文导出了空间三维基线向量与大地坐标差、大地坐标差与高斯平面内二维基线向量间的精度转换公式,并给出了由空间三维基线向量协方差直接计算高斯平面二维基线向量协方差的简易公式。

微波光子信号同步及其在分布式相参雷达中的应用

分布式相参雷达技术通过多节点高性能信号同步实现跨平台的信号级相参融合,可大幅提升雷达探测、跟踪和抗干扰等能力,是雷达领域的重要发展方向之一。随着雷达频率范围的拓展、瞬时带宽的增大和搭载平台的多样化,分布式相参雷达技术对节点间信号的时间、空间、频率、相位同步性能提出了越来越高的要求,这使得传统电学信号同步技术面临巨大挑战。文中介绍了分布式相参雷达对信号时、空、频、相同步的性能要求和国内外相关技术的研究进展,重点总结了微波光子同步技术的基本原理和代表性成果;构建了微波光子分布式相参探测原理验证系统,验证了微波光子分布式相参的可行性,为推动分布式相参雷达的前沿发展与工程化应用提供了关键技术支撑。

主星带辅星编队单基线InSAR定位、测高两种方法

该文对主星带辅星编队分布式SAR(SyntheticApertureRadar)的空间几何关系和工作原理进行分析,指出主星带辅星编队SAR用于干涉测高和定位具有星载双站、较大斜视,空间基线等特点和难点,不能基于经典干涉SAR几何下的测高方法进行分析.提出基于多普勒中心频率和基于距离模型的两种定位和测高方法,仿真验证了两种定位和测高方法的正确性.指出由于多普勒中心频率方程只利用了合成孔径中心时刻附近的距离信息,而距离模型方程可以利用合成孔径时间内的所有距离信息,因此从定性角度来说,基于距离模型的定位测高方法优于基于多普勒中心频率的定位测高方法,仿真结果也说明了这一点.

基于空间基准线的水平位移监测方法探讨

常规水平位移监测方法,如视准线法、小角度法、极坐标法等受场地条件限制较大,应用中受到一些限制。文中提出一种新的水平位移监测方法——空间基准线法,此方法受场地限制小,设站灵活,并能保证监测的精度和可靠性,已在工程实践中取得良好的效果。

主星带伴随小卫星编队系统的AT-INSAR基线研究

对于小卫星编队雷达系统来说,基线是编队构形设计的关键,本文主要从AT-INSAR(Along Track Inter-ferometry Synthetic Aperture Radar,简称AT-INSAR)测速精度方面来分析基线:首先根据小卫星编队空间几何关系,建立了空间基线的模型;接着建立了主星带伴随小卫星编队雷达系统AT-INSAR模型;基于这两个模型,分析了空间基线对于测速精度的影响;最后以“干涉车轮”为例仿真分析了空间基线对于AT-INSAR测速精度的影响,得到了有用的结论.

星载InSAR最佳基线的估计

基线是干涉合成孔径雷达(InSAR)中的重要参数,在InSAR的系统设计、数据处理、误差分析中起着非常重要的作用.本文从测高误差出发,导出了最佳基线的一个表达式,并进行了计算机仿真,仿真结果与实际系统中所采用的基线基本吻合.

单星InSAR系统基线模型的误差传播与精度反演

基于由光学手段测得的单颗干涉合成孔径雷达卫星的支撑臂矢量,通过转换关系建立空间基线模型。综合考虑基线模型在安装、测量和卫星在轨飞行等各环节的误差源,包含卫星姿态误差、外部副天线姿态误差、安装位置地面标定残差、卫星与天线在轨变形量、测量系统轴向标定残差以及硬件设备的测量误差等。分析各自的误差特性,给出多种因素误差源对于空间基线的误差传播机理,推导传播过程中的误差演化特性;基于理论推演的结果给出测量设备合作目标的最优安装位置。从逆问题的角度给出基线长度精度反演策略的实例,该思路可用于辅助基线测量方案、安装方案与处理算法的设计等。

月基SAR重复轨道干涉测量时-空基线分析

本文根据地-月相对运动特征,建立了月基重轨InSAR观测几何模型,使用NASA/JPL高精度DE430月球星历数据,计算了月基SAR的重访时间以及对应的空间基线。结果表明:月基SAR的重返周期约24.8h;由于月球南北向速度发生周期性变化,月基重轨InSAR垂直基线长度会随重访次数产生较大变化,且基线长度近似呈现1恒星月周期变化特征。在空间基线约束下,本文进一步分析了月基重轨InSAR时-空基线特征,研究发现:①在确定的初始观测条件下,只能在特定的时间基线上实现月基重轨InSAR观测,并且初始观测时间不同,可实现月基重轨InSAR观测的时间基线也不同;②不同的时间基线可形成干涉组合个数不同,约50%的干涉组合个数对应的时间基线接近1恒星月及其整数倍;不同的观测位置可形成干涉组合个数不同,约80%的干涉组合个数发生在月球赤纬大于10°区域。因此,月基重轨InSAR观测数据获取计划的设计应综合考虑时间基线、空间基线以及初始观测时间等因素。

InSAR时空基线对DEM精度的影响分析

In SAR是获取全球DEM的重要手段。然而In SAR地形测绘过程中极易受各类干涉要素的影响,其中基线是重要的干涉要素之一。本文采用天津地区40景Terra SAR-X影像构成的780个干涉对,定量分析了时空基线对In SAR地形测绘的影响,试验结果表明,空间基线越大,高程精度越高,两者呈幂函数关系;时间基线越大,高程精度越低,两者呈线性函数关系。因此在地形测绘过程中,应在确保相干性的前提下采用尽量长的空间基线,同时确保足够短的时间基线,消除时间失相干的影响。本文为国产SAR卫星的构型设计提供了技术参考。

基于平均轨道要素的干涉SAR编队构形设计方法研究

提出了一种在整个轨道周期内沿轨迹向和垂直轨迹向均存在稳定基线组合的三星编队,并在考虑J2摄动基础上给出了其轨道设计方法。依据系统任务要求给出了该队形设计的约束条件,初步确定了编队的平均轨道参数。为了使得空间基线在摄动情况下保持相对稳定,对卫星平均半长轴进行了小量修正。最后在卫星工具包(STK)下进行了高精度轨道仿真验证。结果表明,该方法设计的编队初始轨道参数能使空间基线保持稳定,在一个轨道周期内,垂直轨迹方向存在两条相同的稳定基线,沿轨迹方向存在一条稳定基线和两条周期性变化基线,能够同时满足DEM和GMTI任务要求。

DEM辅助偏移量跟踪技术的山地冰川运动监测研究

为改善传统偏移量跟踪技术获取山地冰川表面位移时受大空间基线和地形起伏影响较大的状况,研究了数字高程模型(digital elevation model,DEM)辅助的偏移量跟踪技术。以西藏自治区康马县和浪卡子县之间的卓莫拉日山系东段冰川区为例,选取2对不同空间基线长度的TerraSAR-X数据应用传统的和DEM辅助的偏移量跟踪技术进行处理,并对比非冰川区的2种偏移量提取结果;针对2景入射角和成像范围有所差别的COSMO-SkyMed影像开展了DEM辅助的偏移量跟踪数据处理。结果表明,DEM辅助的偏移量跟踪技术不仅降低了空间基线和地形起伏引起的误差,而且还能应用于同一传感器不同波束模式的合成孔径雷达(synthetic aperture Radar,SAR)影像,扩大了SAR数据的使用范围。

GPS技术在南京长江二桥施工中的应用

结合南京长江二桥施工控制网的测量 ,在分析GPS定位误差来源的基础上 ,研究了GPS精密定位的方法和措施 ,通过对南京长江二桥施工控制网的实际测量、数据处理、精度分析和比较 ,表明以多目标二次规划优化理论、目标函数的建立及严密平差等方法进行GPS定位技术 ,建立大桥施工控制网的点位精度能够达到± 2mm ,完全满足桥梁施工控制的要求。