机载SAR实时成像处理算法及实现

通过对合成孔径雷达(SAR)的各种算法的比较，选择一种适合实时成像的处理算法，并介绍了基于MONACO平台上相应实时成像软、硬件的实现。     

P波段SAR的独特作用及意义

简单介绍Ｐ（０．４￣０．９ＧＨｚ）波段ＳＡＲ与其它波段（Ｌ、Ｃ、Ｘ）ＳＡＲ的异同，阐述Ｐ波段ＳＡＲ在森林、土壤湿度、地理地貌等观察中的独特作用及研制现状。     

基于真实场景的SAR回波模拟方法研究

SAR原始回波模拟在系统设计及成像算法验证等方面具有重要的理论及工程实践意义。文中在分析并建立合成孔径雷达回波信号数学模型的基础上,研究一种基于真实场景的SAR回波模拟方法。该方法利用SAR真实场景图像的灰度信息近似求得场景后向散射系数,根据雷达脉冲工作流程生成回波数据,具有实现简单、计算量小、回波模拟结果精确等优点。通过点目标、面目标和真实场景回波的仿真实验,从回波数据的统计特性以及图像级角度验证了其可行性。     

采用参数谱估计方法的超分辨率SAR成像

讨论了采用改进的参数谱估计算法的超分辨率合成孔径雷达（ＳＡＲ）图像形成，参数谱估计方法是在参数数据模型的基础上设计的，同时用于估计模型参数，由于在ＳＡＲ的应用中经常利用ＳＡＲ图像而不同模型参数，因此我们采用依靠参数方法获得的参数估值来模拟大维数的数据短阵，然后对它们采用快速傅里叶变换（ＦＦＴ）以产生具有超分辨率的ＳＡＲ图像，采用ＭＳＴＡＲ和Ｍｉｃｈｉｇａｎ环境研究所（ＥＲＩＭ）数据的实验例子说明，和常规的ＦＦＴ方法相比，鲁棒的频谱估计算法能产生更高分辨率的ＳＡＲ图像，并能增强显著的目标特征。     

相关SAR杂波中的目标检测

合成孔径雷达（SAR）杂波特性可采用杂波的单点统计和相关结构来描述，二者在目标检测应用中均应有用。与SAR杂波有关的非高斯分布按一种极简单的方法可归纳到基于单点统计的检测方案中。然而与相关非高斯分布的解析计算有关的困难妨碍着相关结构的使用。本文根据近似于数域中杂波统计的相关高斯混合分布提出一种相关雷达杂波的一般模型。由于该模型是以具有易处理封闭表达式的多变量高斯分布的加权总和为基础的。所以，模型的解析计算是可能的，论证了由这种方法改善了的目标检测性能。     

机载SAR运动补偿技术研究

文中围绕机载SAR的运动补偿问题,对机载SAR运动误差的产生、运动误差对成像的影响以及运动补偿的实现等问题做大量探讨与仿真论证,并利用机载飞行试验的实测数据进行成像试验,验证运动补偿算法的有效性。     

干涉SAR的相位展开算法

InSAR是从不同轨道收集同一区域的两幅SAR图像，然后根据上位差重建三维地形图像的成像雷达。因为相位差和地形高度之间有一定关系，因此按照相位差的分布，就能求出三维地形图。然而被测量的相位差是以20π弧度重叠的值，所以将其展开是十分必要的，而且利用这种算法的性能可控制测量精度。主要算法有Zebker提出的Branch Cut法，用这种算法测称之为“留数”的复数图像上的厅点，有必要解决其组合问题。本文讲究了以连接组合留数的线分总长度为标准，逐步改善其组合，并求出准最佳解的相位展开的计算方法。再用这处算法，根据观测卫星ERS－1（欧洲遥感卫星1号）的三个图像求出三维地形图，并且DEM（数字标高模型）进行了评价。其结果测量误差的标准偏差大约为30m，与DEM的精度一致。     

多路SAR高分辨率3-D成像

星载／机载合成孔径雷达(SAR)系统提供了高分辨率二维地形图像。本文提出一种组合多路SAR图像(在稍微偏离仰角方向的飞行航线上所得到的)来生成高分辨率三维图像的技术。可以把这项技术看作是干涉SAR(InSAR)的扩展，用这种技术能产生多维分辨率的地形图像。3-D多路SAR成像系统在仰角方向一般由相对比较短的模糊长度表征。为了使有关模糊度减至最小值，利用了一组图像内的相关相位信息来跟踪地面景物。然后，在以“主要”地形地面为中心的窄(仰角方向)体积范围内，采用非均匀DFT对SAR图像进行相干组合。本文详细介绍了该技术的基础理论，并提供了该技术可达到的分辨率和实验研究结果。     

SAR降斑中一种改进的结构检测算法

本文对Lopes等人提出的利用变化系数和比值算子的结构检测算法进行了详细分析，指出在滤波窗口中存在多个结构特征或者线结构的宽度大于一个象素的情况下，原算法可能产生窗口结构检测的错误。文中针对这两个问题进行了相应的改进，提出了一种改进的结构检测算法。通过将改进后的算法应用于实际的SAR（合成孔径雷达）图像数据，验证了对原算法改进的有效性。     

基于模拟退火算法的SAR图像复原

根据吉布斯马尔可夫随机场模型和SAR图像斑点噪声的伽玛分布统计特性，应用模拟退火算法．实现雷达截面的全局优化伪似然估计。本文将新解4选1的方法从极化SAR图像推广到一般SAR图像；提出一个实用有效的图像特征检测法；说明了一阶模型和零阶模型之间的联系．并给出满意的处理结果。     

用于SAR图像的二维超分辨率谱分析

描述了现代谱分析技术应用于合成孔径雷达数据的情况，目的在于提高图像的几何分辨率（相对于采用压缩编码波形和合成孔所得到的图像分辨率而言），以便使随后的分类处理的性能也能有所提高。传统的频谱估值器（即FFT）产生的图像的方位和距离分辨率受到了瑞利极限的限制。用参数谱估值器（如那些位于去线性调频信号的自回归模型周围的估值器）取代FFT，可获得超分辨率图像。所提出的处理方案基于二维协方差方法。讨论了所预期的分辨率的改进和模拟分析的结果。已将这一技术用于机载SAR所获取的图像，分辨率提高了2倍。最后以对未来的研究和应用的展望来结束本文。     

具有实时图像形成能力的高分辨率、四波段SAR试验台

描述了在Sandia国家实验室研制的双水獭SAR试验台。该试验台很灵活、适应性强，能工作于四种频：Ka、Ku和VHF／UHF频带。这种SAR的特点是在聚束模式和条带测绘模式下具有高分辨实时图像形成能力。高质量的图像是采用重叠子孔径（OSA）图像形成算法和相位梯度自聚然（PGA）算法实时形成的。     

从卫星SAR海洋图像中检测船目标及其航迹

从卫星ＳＡＲ海洋图像中检测船目标及其航迹是一项很有意义的工作。由于船目标有强的角反射，它的雷达回波信号比较强，在ＳＡＲ图像中的灰度值比较高。先检测船目标，再在船的周围寻找航迹的检测方案比较合理。文中先介绍了船目标的检测问题。提出应用非线性拉伸的方法增强船目标，运用形态学滤波的方法消除斑点，通过阈值方法检测出船目标后，统计船目标的长度以及中心位置等重要信息。检测出船目标后，使用曲线扫描的方法来进一步     

韩国全天候小型机载SAR进入试验阶段

韩国国防部研究所在2004年11月23日宣布，他们已经研发出了一种能在任何气象条件下得到敌方的地形地物图像的雷达。韩国国防研发机构（ADD）说他们的这种小型合成孔径雷达（KOMSAR）可以探测到15km以内、隐藏在山背后的敌方设施，并且还可以得到高分辨率的图像。而韩国军方目前使用的地面观测雷达在夜间、阴雨或雾天还不能正常工作。     

单通道SAR对任意运动目标的检测和成像

在合成孔径雷达（SAR）图像中，运动目标会引起散焦和／或移位之类的成像误差，这与目标运动方向有关。为了得到准确而清晰的运动目标的图像，目标位置和速度参数是必须知道的。这里提出了一种对任意方向运动的地面目标进行探测、参数估计和成像的算法。该算法主要是评估由常规单通道SAR雷达数据生成的一系列单视SAR图像。用两个观察模型来估计运动目标的位置和速度，考虑了由于运动导致多普勒频谱的混叠。用这种方法，运动目标可以不受其运动方向的影响而被检测到，估计参数被用来补偿SAR图像中的成像误差。最后，目标在场景中的真实运动情况可以在补偿过的图像序列中显现。     

基于概率竞争网络的SAR图象舰船目标分割

针对SAR图象固有的乘性斑噪，把概率竞争网络用于SAR图象分割和水上目标检测，充分利用了图象象素间的空间邻接关系，提高了分割、检测的准确性和有效性，取得了较好的结果。     

一种在SAR图像中进行目标识别的多尺度模型

本文基于SAR相干成像的原理，利用当图像分辨率改变时，自然景物和人工目标班点模式变化方式的不同，提出了一种从自然景物中识别人工目标的多尺度模型，并研究了此模型在不同分辨率图像中的性质及应用。     

星载高分辨、多模式SAR的建模仿真和总体设计

阐述了星载合成孔径雷达（SAR）的常用工作模式，即聚束式、条带式、扫描式和干涉式SAR的概念、设计考虑和常用设计公式。通过建立模型，对高空间分辨率、多工作模式SAR的系统集成和总体设计进行了计算机仿真，用该套软件模拟了六套在轨运行的星载SAR系统参数和分系统指标，仿真结果与公布数据非常吻合。     

SAR产品图像像素定位方法的选择与参数优化

通过对几种合成孔雷达（ＳＡＲ）遥感图像的像元定位理论模型进行阐述了比较，得出距离－－多普勒（Ｒ－Ｄ）模型作为定位模型的核心内容为最佳。进而指出了定位模型建立和达到实用的过程中仍需完善和解决的若干问题，尤其是结合ＳＡＲ图像产品格式，指出了所需参数的获取与优化方法。