干涉SAR模拟器通道幅相特性实时校正方法

干涉SAR模拟器是构建单航过InSAR系统地面半实物仿真系统的重要地检设备,模拟器通道幅相非理想特性会影响对干涉性能的准确评估.研究了基于实时滤波校正模拟器通道幅相特性的方法:采用相关加窗处理从闭环数据中提取通道幅相特性,提出了复Remez算法和遗传算法相结合的方法设计复FIR滤波器系数,采用FPGA实现高数据率数据的实时滤波.通过实时校正将模拟器通道间幅相一致性误差峰峰值从1 dB/10度量级提高至0.1 dB/1度水平,半实物试验验证了本文实时校正方法的有效性.

利用DEM进行SAR图像模拟及地形辐射校正

在山区获取地面控制点比较困难,运用模拟SAR进行配准、校正,具有较大的优势。本文在分析SAR成像几何结构及ALOS PALSAR卫星轨道参数特征的基础上,运用RD定位模型对DEM的每个网格点进行雷达成像点的位置计算,模拟SAR图像,并提取当地入射角、投影角及规则化因子等;模拟出的SAR图像与真实SAR图像纹理吻合,有利于控制点的自动配准。在此基础上对ALOS PALSAR进行编码,构建基于规则化因子及入射角的地形辐射校正模型,消除面积效应及地形起伏造成的畸变问题,从结果中分析,校正后的图像明暗差异明显减少,这对雷达定量反演研究具有一定的现实意义。

基于SAR影像模拟几何校正算法参数误差影响分析

基于SAR影像模拟的几何校正算法以其不需要提供地面控制点、精确的成像参数以及所有操作可自动完成等优点,在SAR图像几何校正中受到了广泛的关注和应用。然而测量设备误差的存在,使得算法输入参数(航向角、飞行高度、近端斜距、DEM高程)存在误差,这会引起SAR模拟图像特征发生变化,严重时还会引起图像匹配参数(控制点)误差,降低几何校正精度。论文分析了算法输入参数和控制点对SAR影像模拟和图像匹配的影响,在此基础上完成了关于参数误差影响的较完整的分析,导出了一套相应的计算公式,弥补了现有文献中的一些空缺。

基于DEM的星载SAR图像模拟并用于图像精校正的方法研究

根据星载SAR的成像原理,应用距离-多普勒方程对数字高程模型(DEM)的三维位置点进行图像几何位置的计算,然后根据经验公式给出了雷达后向散射系数的模拟方法。针对DEM格网点采样间隔和SAR图像分辨率的不同,以及由于侧视成像雷达的特点而导致山区的迎坡和背坡模拟图像点密度不均匀等问题,采用了基于DEM格网点内插的算法。最后应用模拟SAR图像和真实图像匹配来实现星载SAR图像的几何精校正处理。通过采用RADARSAT的实际图像进行校正,证明了方法的可行性,为我国星载SAR的技术论证提供借鉴。

复杂自然场景双站SAR成像模拟

以单站SAR复杂场景成像模拟的映射投影(MPA)算法为基础,实现三维投影和映射的双站SAR(BISAR)成像模拟。利用条带式BISAR成像的点目标响应解析表示式,在计算得到散射系数图后,模拟BISAR原始信号的产生与压缩,以模拟BISAR图像。经过对虚拟场景的BISAR成像模拟,讨论BISAR对植被、建筑物等复杂地物观测及其与单站SAR的对比。

SAR回波信号模拟器幅相误差实时校正方法

合成孔径雷达(SAR)回波信号模拟器不可避免地存在通道幅相误差,会影响对雷达点目标成像性能的准确评估,因此对模拟器幅相误差实时校正具有重要意义。由于模拟器系统传递函数不具有共轭对称性,要满足在实时工作模式下用硬件实现幅相误差校正,既要求收敛速度快,又要求优化性能好,就需要采用一种快速有效的算法来设计复系数FIR滤波器。提出了复Remez算法和遗传算法相结合的复系数FIR滤波器设计方法,最后给出用此方法实现SAR回波信号模拟器幅相误差校正的实例。

基于数值散射模拟与模型匹配的SAR自动目标识别研究

该文提出并实现了一种基于模型的SAR自动目标识别算法,该算法用实验室开发的BART进行离线电磁散射计算,系统参数设置和MSTAR数据库的参数完全一致,对待测图像和电磁散射数据所成的图像分别进行特征提取,然后进行搜索匹配。该文通过MSTAR 3类目标3种型号的实测数据和BART仿真数据分别验证了算法的可行性和准确性。该算法简单易实现,运行时间短,目标分类识别的效果较好。

星载极化SAR数据模拟

介绍了自行开发的星载极化SAR数据计算机模拟系统 ,此系统采用的模拟方法遵循了星载极化SAR系统实际运行的情况 ,按发射脉冲时间序列 ,分别依次计算各发射脉冲相应的回波数据 ,与常用的以点目标为基础逐点模拟方法相比 ,计算效率高 ,更贴近实际系统 ,便于模拟各种误差的影响和保持其对所有目标回波影响的一致性和相关性。给出了星载极化SAR数据模拟的实例。

分形树的SAR成像模拟

依据L-系统分形的思想生成由树枝和树干组成的分形树模型,在此基础上采用随机分布两种不同形状的树叶模型以构建整棵树。然后采用映射投影算法(MPA)计算树的体散射、消光和二次散射,根据SAR成像的几何关系,投影叠加得到SAR图像。

一种多通道SAR杂波和动目标回波模拟方法

针对真实飞行试验数据和模拟数据的不足,提出了一种真实数据与模拟数据相混合的多通道合成孔径雷达(SAR)原始数据模拟方法。该方法将真实单通道SAR数据加窗形成多通道SAR杂波数据,将这些数据与模拟的多通道SAR运动目标数据合成,得到含有运动目标和真实杂波背景的多通道SAR原始数据。上述数据可用于多通道SAR运动目标检测方法、设计概念、系统设备的开发、验证和评估。该方法具有成本低和真实度高的优势。利用该方法获得的多通道SAR原始数据进行了DPCA动目标检测试验和通道均衡试验,证明了该方法的正确性和有效性。

基于影像模拟的多山地区SAR影像正射校正

针对贵州多山地区SAR影像出现的几何畸变现象,基于DEM生成模拟SAR影像,并在此基础上创建与DEM地理坐标相一致的前向查找表,与模拟SAR影像坐标相一致的后向查找表,即建立DEM与模拟SAR影像的映射关系,经真实SAR与模拟SAR的配准,实现DEM与真实SAR的关联,再赋予正确的像素值,最终消除畸变现象。经实验表明,该方法有效地校正多山地区SAR影像的几何畸变。

机载正下视SAR探测极地冰川的回波数值模拟

建立了大尺度分层粗糙面散射物理模型,基于Kirchhoff近似、几何光学和射线追踪方法,推导给出粗糙面散射场的计算公式,提出了一种快速模拟机载正下视合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)探测冰川回波的数值仿真方法,以帮助分析实测数据.对SAR系统设计、雷达回波信号处理算法研究都有很大帮助,可以应用到星体地下结构探测回波的模拟.理论公式及数值仿真结果验证了此数值仿真方法的正确性.在不同的仿真场景和雷达系统参数下,数值仿真模拟了冰川散射回波,定量分析了冰层表面粗糙度、次表面粗糙度、山体倾斜度、雷达系统参数等对天底区域和非天底区域散射回波的影响.本文的仿真方法可以快速计算任意大尺度特定地形所对应的雷达探测仪回波数据.

点频干扰下的SAR回波模拟和成像

在噪声和点频干扰的影响下,研究了SAR回波模拟方法,给出了干扰信号回波的表达式,并以3×3点阵目标为研究对象,分析了不同干信比下的点频干扰对成像效果的影响,仿真表明理论分析的正确性,得到了点频干扰可以影响不同距离目标的成像效果的结论。

模拟退火在SAR图像信息提取中的研究

研究了用模拟退火进行SAR图像分割的可行性及效率,获得基于相关结构邻域模型,MAP准则下的分割图像.实验结果表明,SA受斑点噪声影响比较小,有很强的抗噪性,同时能够获得全局最优,能够更准确地进行分类和小区域的识别,对各类SAR图像都有很好的分割效果.

基于星载SAR数据的山区水体提取方法研究

具有全天候和全天时监测能力的星载SAR已经广泛应用于地表水体信息提取,但是因SAR的成像方式为斜距成像,在山区影像有显著的几何形变,将严重影响到影像的几何定位和水体信息的提取。本文以Envisat ASAR数据为例,探讨一种山区水体信息提取方法,即基于DEM的SAR图像模拟技术,对图像精确地正射校正和进一步的对运用双峰法提取的水体作山体阴影剔除。实验研究表明,此方法能很好的修正图像形变、减少山体阴影与水体混淆,提高了水体提取的精度。

星载SAR遥感影像地形辐射校正——以ALOS PALSAR为例

针对地形起伏造成的SAR图像辐射畸变等问题,在分析SAR成像机理及几何结构的基础上,通过推导,构建了基于规则化散射因子及局部入射角的地形辐射校正模型。以ALOS PALSAR为例,依据DEM与卫星轨道参数,采用R-D定位模型及Muhleman半经验模型,在模拟SAR影像的基础上,建立了真实SAR与DEM之间的映射关系,实现了对原始SAR影像的地理编码,提取了局部入射角、投影角及规则化因子等,进行了地形辐射校正,从而消除了面积效应及地形起伏造成的畸变问题。校正后的图像纹理特征更加均匀,散射系数与局部入射角的线性相关性显著降低。该研究对雷达图像的应用具有一定的借鉴意义。

基于DEM和查找表的高分辨率机载SAR图像正射校正

提出基于DEM和RD模型来模拟SAR图像,并以此为基础创建与DEM地理坐标相一致的查找表,将模拟成像过程中DEM地理坐标与SAR图像坐标之间的RD模型映射关系采用查找表记录。经模拟图像与真实图像的精确配准,DEM所在的空间三维坐标与真实SAR图像二维坐标实现了关联。试验结果表明,该方法无需地面实测控制点便能有效地正射校正高分辨率机载SAR图像,并且平面位置与DEM完全一致,精度在一个像素以内。

双站SAR图像的极化分析

该文对双站SAR(BISAR)模拟图像不同地物的极化特征分析,发现传统单站极化特征参数(α,β,γ)在BISAR图像上不再能有效地表现地物散射的极化特征。由此,提出了统一双站极化基变换,重新定义了极化特征参数α,β,γ,使其保持原有的分离取向关联等优点。经统一双站极化基变换后,不同地物散射的极化特征更明显,重新定义的α,β,γ能反应不同散射机制,提供了BISAR图像解译和地表分类的初步手段。

合成孔径雷达原始数据的模拟与压缩

合成孔径雷达（SAR）原始数据的计算机模拟已成为一重要的课题，它为成像处理算法、任务设计及系统参数优化提供数据源，而其模拟器是成像处理及雷达系统设计的重要工具。对自然景象作模拟，即是将地面目标的反射特性转化成SAR回波。文中给出了模拟算法和原始数据的压缩方法，并对多种方法作了对比。

SIMULATION OF SHIP GENERATED TURBULENT AND VORTICAL WAKE IMAGING BY SAR

Synthetic Aperture Radar (SAR) imaging of ocean surface features is studied. The simulation of the turbulent and vortical features generated by a moving ship and SAR imaging of these wakes is carried out. The turbulent wake damping the ocean surface capillary waves may be partially responsible for the suppression of surface waves near the ship track. The vortex pair generating a change in the lateral flow field behind the ship may be partially responsible for an enhancement of the waves near the edges of the smooth area. These hydrodynamic phenomena as well as the changes of radar backscatter generated by turbulence and vortex are simulated.An SAR imaging model is then used on such ocean surface features to provide SAR images.Comparison of two ships' simulated SAR images shows that the wake features are different for various ship parameters.