基于SBAS-InSAR的合肥市地面沉降监测研究

文章采用短基线集合成孔径雷达干涉测量(small baseline subset interferometric synthetic aperture radar,SBAS-InSAR)技术对Sentinel-1A卫星升轨数据进行处理分析,对合肥市地面形变开展监测研究。结果表明:合肥市地面形变状态较为平稳,大部分地区地面年平均形变速率在-4~4 mm/a之间;年平均形变速率超过10 mm/a的显著沉降区和抬升区各5处,其中高新技术产业开发区附近具有最大沉降形变速率,形变速率为-24 mm/a,沉降量为31 mm;竹溪站附近具有最大抬升形变速率,形变速率为12 mm/a,抬升量为20 mm。综合分析表明,合肥市地面沉降主要受断裂活动控制,后期受工程建设扰动较大,而地面抬升区分布主要受工程扰动控制。

一种基于距离补偿的分布式小卫星双基SAR成像方法

在一定条件下,分布式小卫星双基SAR可近似认为是一种信号发射器与接收器平行运动的双基SAR系统。针对其结构特点,该文提出一种基于距离补偿的成像方法。通过该方法可把双基SAR的相位信息以单基SAR 的形式表示,这样就可利用单基SAR的成像算法对双基SAR进行研究。本文结合波数域算法对这一方法进行了阐述,并给出了仿真结果。仿真结果表明,该方法可有效应用于分布式小卫星双基SAR的成像中。

星载双基地雷达空时二维杂波建模和特性分析

建立了星载双基地雷达杂波模型,考虑了卫星椭圆轨道、地球表面弯曲、地球自转、距离模糊以及收发几何配置等因素对杂波的影响.基于该模型对星载双基地雷达杂波的空时二维特性及其对空时二维自适应处理(STAP)性能的影响进行了仿真分析,结果表明,星载双基地雷达的杂波分布具有空变性和时变性;这些特性以及距离模糊都会导致系统抑制杂波性能的下降.另外,当接收阵列阵元都放置在一颗卫星上时,由于接收阵列的低空间分辨率导致难以检测低速目标,仿真结果表明,将接收阵列空间超稀疏分布(分布式小卫星)可以很好的解决这一问题.

分布式小卫星雷达阵列误差估计与校正方法

当前星载测量仪器难以获得分布式小卫星SAR系统相干处理的阵元位置测量精度,为此提出了一种可以直接从杂波数据中估计阵列误差的算法,进而可以对阵列误差进行有效的校正。该算法充分利用分布式小卫星SAR系统接收回波数据的空 时 频特点,具有简单、收敛快、估计精度高等优点。最后利用仿真验证了该方法的有效性。

分布式小卫星SAR回波仿真的并行化研究

分布式小卫星SAR系统回波仿真的计算量和存储量巨大,本文分析了回波仿真及其快速算法,提出了基于仿真时间分解和基于场景分解的两种并行任务分解方法;性能分析表明,前者能够显著提高算法的加速效率,后者在处理大尺寸场景时能有效克服内存不足的问题。最后,一组小型集群系统环境下的仿真实验数据证实了两种方法的可行性和有效性。

多通道SAR误差估计与补偿方法及其实测数据验证

多通道SAR系统能够突破最小天线面积条件的约束,同时获得宽测绘带、高分辨率的SAR图像。相对于单通道SAR系统,多通道系统中存在更多的误差源,这将大大降低SAR图像的质量。利用一组三通道SAR实测数据作为实验对象,根据各种误差源对SAR成像处理的影响,对系统中可能存在的各种误差源进行了分类并给出相应补偿方法。实测数据的处理结果验证了以上方法的有效性。

分布式小卫星SAR系统地面运动目标检测方法

本文研究了分布式小卫星SAR系统的地面运动目标检测(GMTI)方法,并解决了小天线带来的距离/多普勒模糊,以及超稀疏阵带来的高旁瓣问题.本文方法的主要思想是利用空时自适应处理(STAP)把地面运动目标谱与杂波谱分离开,然后再利用SAR成像处理对分离开的地面运动目标谱进行聚焦.针对超稀疏阵的高旁瓣模糊问题,提出通过导向扫描空时平面来克服盲速影响.

编队卫星合成孔径雷达空时二维压缩感知成像

以减小编队小卫星数据传输负荷,加快编队小卫星合成孔径雷达(SAR)成像速度为目的,提出了一种基于空时二维压缩感知(CS)理论的解决方案。通过对编队小卫星SAR回波信号模型稀疏性的研究与分析,提出了一种基于该回波模型的空时二维压缩算法。在此基础上建立了编队小卫星SAR的回波稀疏模型和目标信息的重构矩阵,并用最小l1范数算法对压缩后的数据进行了时间维和空间维的恢复重构,实现了编队小卫星的低负荷、快速成像。通过仿真分析,验证了该方案的有效性。

用分布式小卫星提高星载SAR的方位向分辨率

通过分析传统星载合成孔径雷达 (SAR)在提高方位向分辨率时所遇到的困难 ,提出一种利用分布式小卫星提高星载SAR方位分辨率的方法。该方法把多个卫星天线的波束进行相干合成 ,从而达到增加合成孔径长度 ,提高方位向分辨率的目的。同时详细给出了该方法的原理和实现步骤。计算机仿真结果表明了该方法的有效性。最后 ,还指出有待进一步考虑的问题。

小卫星分布式雷达空间状态测量方法

根据小卫星分布式雷达的空间分布特点,提出了一种实现小卫星分布式雷达空间相对状态测量的方法,重点研究了基于无线电的小卫星分布式雷达星间相对状态测量;综合采用无线电测量、星敏感器测向可实现小卫星分布式雷达相对状态的测量;经仿真分析表明:该方法符合小卫星分布式雷达相对状态测量要求自主性强、精度高的特点.

微波遥感若干前沿技术及新一代空间遥感方法探讨

随着微波遥感技术在国民经济发展、环境和灾害监测、资源勘探、科学研究以及军事中应用的不断深入 ,这一技术正在经历着前所未有的发展。文章就当前微波遥感发展的若干前沿技术 ,例如高性能和新型机理、更高频率的开拓、全电磁波综合探测、小型化以及虚拟探测等进行了分析论述 ,重点介绍了三维成像雷达高度计、干涉式综合孔径微波辐射计以及虚拟探测技术。最后介绍了全球地形测量编队小卫星的设想。

SAR-GMTI构型下分布式小卫星误差估计方法

针对合成孔径雷达(SAR)成像、地面动目标检测(GMTI)功能的实现,分布式小卫星的最佳构型为沿航向分布,但误差的存在会使性能下降.提出了一种基于距离脉压后时间-方位多普勒域回波数据的分布式小卫星误差估计方法.通过距离向脉压,提高了信噪比,采用预先估计并补偿幅度误差的方法,克服了幅度误差与沿航向位置误差的相互影响.仿真结果表明,与传统方法相比,本文方法收敛速度加快,估计精度得到提高.

高精度星间基线测量方法探讨

针对小卫星分布式雷达星间基线测量的高精度需求,提出了无线电和激光组合测量方法.无线电测量既能引导激光测量系统,又能实现星间通信.该组合方法精度高,且符合星间测量、通信、时间频率同步一体化设计要求.

桁架式可展开网状抛物面天线反射器的模态分析

文章利用ANSYS软件中灵活多样化的单元 ,以及其强大的APDL语言 ,对小卫星合成孔径雷达可展开网状抛物面天线的反射器进行了模态分析。结果表明 ,反射面杆的连接方式对整体振动不产生本质上的影响 ,即在一定的频率范围内当连接扭簧刚度取不同值时 ,整体振型的数目相同 ,模态形状相似。

小卫星直线编队合成孔径雷达的对地观测性能

为了解决单孔径星载合成孔径雷达方位分辨率和观测带宽之间的矛盾,提出采用较低的脉冲重复频率,通过对多个小卫星平台的欠采样数据组合处理实现高方位分辨率的方法,分析了小卫星数目、方位分辨率和观测带宽之间的关系,建立了卫星分布距离计算公式.分析结果表明,2N-1颗小卫星组成的直线编队SAR系统与单孔径SAR系统相比,在方位分辨率相同时,观测带宽增加到原来的N倍,改善了SAR系统对地观测的性能.

主星带伴随分布式小卫星SAR系统效能分析

针对主星带伴随分布式小卫星系统效能分析中几个关键问题进行了研究。首先,根据分布式小卫星SAR 系统的任务需求,给出了系统效能评估指标体系;结合分布式小卫星轨道运行特点,建立了系统能力模型;根据系统的工作状态,建立了系统可靠性Markov模型;基于能力模型与可靠性模型,建立了主星带伴随分布式小卫星SAR 系统效能评估模型。仿真结果证明,以上模型的建立为主星带伴随分布式小卫星SAR系统效能分析以及系统参数设计提供理论依据。

一种主星带小卫星分布式SAR系统的多基线干涉测高方法

针对主星带小卫星分布式SAR系统进行多基线干涉测高的优越性,本文提出了一种多基线干涉测高方法。先从干涉测高原理入手,分析特征量ψ对于绝对测高精度的影响;利用第三颗小卫星接收的回波得到另一个干涉相位,消除掉原来的特征量ψ,建立了多基线干涉测高原理,并推导了所有特征量对于绝对测高精度的误差传递;最后,仿真结果证明本方法是有效的。

小卫星高分辨率成像系统

对小卫星对地观测高分辨率成像系统进行了综述。介绍了国内外有极高分辨率（0．5～1．0m）、高分辨率（1．8～2．5m）和中高分辨率（4-10m）小卫星光学成像系统的性能，并与合成孔径雷达（SAR）成像系统进行了比较。给出了小卫星光学成像系统、SAR高分辨率成像系统和卫星平台的关键技术。讨论了未来小卫星及其高分辨率成像系统技术的发展趋势。

多模式小卫星SAR机载挂飞试验的飞行路线规划与雷达参数设计

多模式小卫星SAR(synthetic aperture radar,合成孔径雷达)是一种搭载于小卫星平台的新体制雷达系统,它集SAR、散射计、高度计、波谱仪4种遥感器的优势于一身。它可以根据需求分时实现几种工作模式的切换,可兼顾对海洋目标和海洋动力环境的高精度测量。由于卫星发射存在诸多不确定因素,为了在卫星发射前对多模式小卫星SAR进行检验,本文对拟开展的机载挂飞试验进行了介绍。首先,介绍了拟开展的机载挂飞试验的等效性原则。接下来,介绍了各种工作模式试验、SAR/散射计联合反演试验、多视向SAR试验的飞行路线规划。之后,介绍了机载挂飞试验的雷达参数设计方法。最后,给出了各种工作模式的雷达参数设计结果。所设计的飞行路线和雷达参数可以为机载挂飞试验服务,并且实现了星载技术指标的准等效验证。通过小卫星SAR卫星组网可弥补目前SAR卫星时间分辨率低的缺点。

分布式小卫星MIMO-SAR超高分辨成像方法

针对分布式小卫星多发多收合成孔径雷达的聚束工作模式,提出了一种超高分辨成像方法,降低了多通道高分辨率模式下卫星的存储压力以及成像负荷。该方法首先将各通道的全孔径信号划分为子孔径信号;然后对子孔径信号进行解模糊处理,并利用改进的时域带宽合成方法获得大带宽信号;再使用子孔径图像相干融合算法获得超高分辨率图像。仿真实验表明,改进的时域带宽合成方法能够有效地合成带宽,并且所提方法的成像效果良好。