基于非停走停及方位非均匀采样的多接收阵合成孔径声纳CS成像算法

针对采用多接收阵技术的合成孔径声纳(SAS)成像中普遍存在的不满足停走停假设和方位向采样非均匀等问题,在深入分析了停走停假设和方位向的非均匀采样对成像造成影响的基础上,给出一种可用于方位向非均匀采样多接收阵合成孔径声纳的chirpscaling(CS)成像算法,它较为精确地补偿了非停走停模式带来的相位误差,因而适用于宽测绘带远距离SAS成像。仿真和试验均证明了该方法的有效性。

非停走停假设下宽带斜视多子阵合成孔径声纳回波数据仿真

针对宽带斜视多子阵合成孔径声纳方位向等效均匀回波数据仿真问题,首先从合成孔径区间的选择、脉冲重复频率在不造成距离模糊和方位向多普勒频谱混叠时的设定以及多普勒中心的定义等方面给出了多子阵合成孔径声纳的参数设定方法;然后,提出了数据基线的概念及在数据基线中点的等效的单阵SAS生成方位向均匀回波数据时对PRF设定的要求;最后,通过点目标回波数据仿真验证了该方法的正确性和有效性。

GEO SAR非“停走停”特性分析

传统合成孔径雷达进行了"停走停"假设,地球同步轨道合成孔径雷达(GEO SAR)由于作用距离远、回波时延长,"停走停"假设不再成立。针对这一问题,给出一种基于迭代的方法计算出了精确的收发斜距,考虑到回波建模的高效性,在此基础上提出了一种近似计算,并对GEO SAR"停走停"假设进行了多普勒误差分析和定量说明。该方法具有较高的计算效率和计算精度,可以真实模拟GEO SAR非"停走停"问题,实验结果证明所提方法的可行性和有效性。

方位向时变非均匀采样的合成孔径声纳成像

采用多接收阵技术能够使合成孔径声纳的测绘速率和测绘带同时得到提高,但带来了方位向非均匀采样以及不满足停走停假设的问题。本文建立了高测绘速率、宽测绘带条件下不做停走停近似的多接收阵合成孔径声纳信号模型,采用频域方法对合成孔径声纳时变的非均匀方位向信号进行了重构,并导出了重构方法的快速算法。重构方法解决了高测绘速率、宽测绘带条件下的偏移及散焦问题。仿真和实验验证了该方法的可行性。

宽测绘带多阵合成孔径声纳成像的仿真研究

针对现有多接收阵合成孔径声纳算法没有考虑或低估了"停-走-停"近似在宽测绘带和高平台运动速度情况下带来的图像失真,本文在深入分析多接收阵系统误差的基础上,以距离多普勒算法为例,提出了一种有效的多接收阵合成孔径声纳成像处理方法。它舍弃了费涅耳近似,较为精确的补偿了停走停近似引入的误差,因而适用于低频宽波束宽测绘带成像。仿真证明了方法的有效性。

多子阵合成孔径声纳空变运动补偿

为了获得高质量合成孔径声纳(SAS)图像,需要对运动误差进行补偿。根据运动测量信息确定发射阵元和接收阵元运动误差。运动误差沿距离向空变,依照场景中心线对回波数据进行统一补偿,对每个距离单元进行空变相位补偿。仿真结果验证了提出的运动补偿方法用于多子阵SAS空变运动补偿的有效性。

基于双向重采样的高分辨率前视成像算法

高速平台双基SAR的高速机动特性和双基前视构型使其高分辨率成像面临严峻挑战。在该体制下,发射机以侧视方式发送信号,而高速运动的接收平台在前视模式下接收回波。由于高速度、大加速度的存在,使SAR回波的距离徙动现象以及二维耦合、空变特性都更加严重,传统的“停走停”模型不再适用。为了解决上述问题,提出了适用于高速平台的“非停走停”斜距方程及回波模型,然后通过分析信号中的空变分量及其对回波相位的影响,提出了基于双向重采样的成像算法。该算法有效补偿了SAR回波在距离和方位向的空变相位误差,提高了高速平台双基SAR的前视聚焦性能,通过仿真验证了所提算法的有效性。

宽波束多子阵SAS线频调变标成像算法

针对现有基于窄波束假设的多子阵合成孔径声纳(SAS)成像算法忽略了非停走停时间和偏置相位中心误差的方位空变性,在宽波束条件下将导致成像质量下降这一问题,在考虑非停走停时间二阶方位空变性和偏置相位中心误差三阶方位空变性的基础上,提出一种适用于宽波束的高分辨多子阵合成孔径声纳线频调变标成像算法.该算法通过数据预处理将多子阵的回波数据转化为收发合置的形式,进而利用经典的单阵线频调变标算法实现高分辨多子阵合成孔径声纳复图像的重建,仿真试验和湖试实测数据成像结果验证了所提算法的有效性.

多接收阵合成孔径声呐CZT成像算法

针对多接收阵合成孔径声呐(SAS)收发阵元是空间分开的,双根号之和形式的距离历程导致点目标二维谱解析表达式求解困难这一问题,在'非停走停'模式下建立了多接收阵合成孔径声呐距离历程模型,并采用级数反演的方法推导了点目标的精确二维谱.分析距离徙动后发现:可以通过近似将其变为斜距变量的线性函数,进而利用Chirp-z变换进行距离徙动校正,避免了插值处理,提高了算法效率,保证了相位保真度.仿真实验和实测数据测试验证了本文算法的优越性.