一种基于有源定标器的电离层对星载SAR定标影响校正方法

针对电离层对低频星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)定标的影响,该文提出一种基于有源定标器的电离层对星载SAR定标影响校正方法,主要针对由电离层群延时导致的距离向位置偏移和由电离层色散效应引起的脉冲展宽所导致的分辨率下降进行了分析,利用SAR内外定标相结合的方法,精确测量出电离层引起的脉冲时间宽度变化量,利用测量结果对电离层的影响进行校正。给出校正前后以及无电离层影响的有源定标器距离向成像仿真结果,结果表明通过校正可以很大程度上改善有源定标器距离向点目标图像质量,提高了定标测量精度,验证了校正方法的正确性。

有源转发器延时对SAR定标测量的影响

该文研究了有源转发器延时对距离向压缩信号、方位向压缩信号幅度和相位的影响;通过数据仿真,分析和讨论了不同分辨率、不同时延长度的情况下,有源转发器延时对点目标成像位置、主瓣及旁瓣的影响,并给出有源转发器时延设置时需要考虑的因素。

高分辨率条件下延时有源定标器SAR成像质量分析与校正

延时有源定标器是合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)图像质量评估和辐射定标的关键设备,有源定标器延时技术的采用可以降低本地杂波的影响,提高测量精度。但其点目标成像质量不可避免地会受到延时的影响,尤其在高分辨率条件下更为严重。该文建立了高分辨率条件下延时对有源定标器点目标成像质量影响分析模型,定量地分析了不同延时对有源定标器点目标响应峰值功率、主瓣3 dB宽度、峰值旁瓣比和积分旁瓣比的影响程度,通过研究提出了一种延时影响的校正方法,仿真实验验证了该方法的正确性。

宽带宽方位波束对高分辨率SAR辐射定标的影响分析

无源角反射器和有源定标器是SAR辐射定标的常用人造参考点目标,随着大量新体制、新模式高分辨率SAR系统的涌现,大距离带宽和宽方位波束都对传统观念中参考目标雷达截面积(RCS)近似恒定的假设提出挑战。该文借助FEKO电磁仿真软件获取目标RCS随频带和方位角的变化关系,结合高分辨率SAR点目标仿真,通过点目标能量提取,定量地分析参考目标RCS的频带或方位角相关性对辐射定标的影响。仿真结果表明在Ku波段相对带宽超过10%或方位波束宽度超过20°时,上述因素带来的影响超过0.2 d B,必须在实际数据处理中加以校正。

星载SAR亚马逊雨林辐射定标仿真研究

辐射定标是准确、定量描述星载合成孔径雷达(SAR)系统性能的重要手段．星载SAR在轨运行期间,天线方向图较之发射前可能存在较大的失真,从而严重影响所获取的SAR图像数据质量,因此准确测量在轨飞行时天线俯仰向方向图特性并予以补偿是星载SAR辐射定标的主要内容之一．利用具有均匀后向散射系数特性的分布目标进行外定标是测量双程俯仰向天线方向图的最佳方案,而亚马逊雨林是全球最稳定、最均匀、最平坦的分布目标,后向散射系数几乎不随入射角变化,是公认的理想测试场地．鉴于目前我国尚无自行采集的星载SAR图像数据,我们对星载SAR回波功率仿真、天线方向图模型参数估算进行了深入、系统的研究,利用仿真的亚马逊雨林SAR功率图像成功地实现了星载SAR俯仰向天线方向图在轨测试关键环节的模拟,对我国的星载SAR辐射定标研究具有一定的理论意义和重要的工程实用价值．

分布目标极化定标精度实验分析

为提高极化数据的定标精度,基于分布目标Ainsworth极化定标算法,利用仿真数据与真实数据,分析了图像信噪比变化、系统串扰水平及算法多视处理等对极化定标精度的影响.实验结果表明,增大图像信噪比能够提高极化数据定标精度,多视平均处理可以提高定标精度并随着多视平均数增大趋于稳定,系统通道间串扰水平越低越易于提高极化定标精度.这为辅助星载/机载多极化SAR系统设计、测量校正时空渐变雷达系统失真参数、数据质量精度需求分析等提供了参考.

SAR辐射定标技术研究与应用

针对机载SAR辐射定标问题,该文通过对试验获取SAR图像进行分析处理,分别利用积分法和峰值法计算角反射器的回波响应能量,通过雷达方程推导出回波响应能量和定标常数、理论RCS的关系,由此计算出定标常数,并对结果进行了分析。结果表明,在本文的试验条件下,积分法的相对和绝对定标精度优于峰值法的相对和绝对定标精度。

C波段SAR地物散射稳定特性分析与提取方法

SAR图像的绝对辐射精度直接影响SAR定量化应用水平,现有基于定标器的绝对辐射定标方法难以对SAR系统进行持续监测。如能在普通场景中找到一种稳定的散射特征量,则可将其作为参考实现常态化定标。针对C波段SAR图像,建立不同类别地物散射样本库,分析发现城区的后向散射系数中值重心具有良好的时间稳定性,进而提出一种基于神经网络的城区地物精筛与散射稳定特性提取方法。测试数据及与热带雨林数据的比较实验表明,该方法提取的散射稳定特性可用于SAR系统的常态化辐射定标。

目标散射对称性对极化定标中Ω和f_1参数估计的影响分析

法拉第效应对星载极化SAR测量和定标有着不可忽略的影响,在极化定标的同时必须考虑法拉第旋转角的校正,而法拉第旋转角Ω和SAR系统通道不平衡f随时间变化的特性给极化定标增加了很大的难度。R.Touzi提出了一种利用分布目标对称性估计Ω和f的方法,本文对R.Touzi方法进行了深入研究,发展了选择对称目标并将其用于失真参数估计的流程,分析了对称性误差对R.Touzi方法估计精度的影响,,给出了使得估计值达到要求精度的目标对称性所需满足的条件;并利用实际星载SAR极化数据对该方法进行了实验研究。

一种基于分布目标的PolSAR法拉第旋转角和通道不平衡参量的估计方法

星载极化SAR定标时除了考虑雷达系统本身的交叉耦合δ和通道不平衡f系统失真参数的校正外还需要考虑法拉第旋转角fi的校正问题。该文提出了一种利用分布目标统计特性估计法拉第旋转角fi和通道不平衡f的方法,该方法不需要预先知道所用目标的散射矩阵,而只需要两种不同类型分布目标满足互易性和不相关性。在实际应用中,同一场景内要找到满足要求的两种不同类型分布目标(如森林、草地、农田等)是比较容易的事情,因此该方法具有实际应用价值。该文还通过半物理仿真实验对该方法的有效性进行了验证。

星载SAR天线方向图在轨测量技术发展现状与趋势

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)天线方向图不确定性是影响SAR辐射精度的主要误差源,天线方向图在轨测量技术是星载SAR定标的关键技术之一。该文综述了星载SAR天线方向图在轨测量技术发展历程,分析了技术发展趋势,并对现有的在轨测量技术进行了分析比较,将为星载SAR天线方向图在轨测试方案的设计提供重要参考。

星载SAR传感器外场定标实验研究——以TerraSAR-X卫星为例

传感器的定标精度是衡量SAR卫星系统性能和数据质量的重要标志。以TerraSAR-X卫星为例,系统设计了外场定标实验流程,围绕高精度获取参考目标外场实际几何坐标和散射截面积的目标,对角反射器的设计与制作、布设方案、状态参数计算和坐标精密测量等问题进行了研究。基于同步获取的SAR数据和外业数据,进行了TerraSAR-X几何和辐射定标参数的精度验证。验证结果证明了实验总体设计和关键问题解决的有效性,对于其他星载SAR定标工作具有借鉴意义。

INSTANTANEOUS DOPPLER FREQUENCY FOR SQUINT SAR IMAGING

Instantaneous Doppler frequency for squint SAR imaging has been found with ChirpScaling Algorithm (CSA). Because the azimuth sample is not perpendicular to the range sample,the range signal must impact on the azimuth signal in the squint SAR data processing, andthe different slant range targets have different Doppler frequencies. From the mathematicalmodel of SAR echo signal, this paper carefully analyzes the instantaneous azimuth frequency, theinstantaneous Doppler frequency component of the azimuth frequency and the impact of rangechirp on azimuth frequency, which explains that Doppler frequency should be properly selected forcorrect SAR imaging in the squint SAR. The results of point target simulation experiments showthat the way is reasonable for the squint SAR and can effectively complete range compressionand azimuth focusing, and improve images' quality.