面向地震应用的SAR卫星及星座总体研究

根据我国地震灾害的特点,地震相关领域对SAR卫星的图像监测、科学数据采集条件和灾害应急等有着特殊的要求,反映在SAR卫星系统设计中,需要对图像指标、工作模式、重访周期、卫星编队或组网等方面进行特殊设计。文章从单颗卫星系统、卫星编队系统及卫星星座系统三个方面进行了地震应用的SAR卫星总体研究。     

合成孔径雷达回波模拟方法研究

合成孔径雷达回波模拟技术在SAR系统的研制、SAR图像处理等方面具有十分重要的作用.目前对于SAR回波模拟技术的研究还不够深入.针对该问题开展SAR回波模拟方法研究,通过对合成孔径雷达基本原理的分析及回波信号数学模型的推导,提出了一种较为通用的合成孔径雷达回波模拟方法,根据该方法采用Matlab进行了不同类型SAR回波模拟仿真试验.试验结果表明:该方法适用于单点目标、多点目标、面目标、分布目标及真实场景等多种类型的SAR回波信号仿真,对SAR系统设计及性能分析具有重要的参考意义.     

基于控制线方法的机载SAR和可见光图像匹配应用研究

根据无人机(UAV)景象匹配导航的现实需求,对具有典型人造场景的机载合成孔径雷达(SAR)图像与可见光图像,提出一种基于直线特征的SAR图像与可见光图像配准方法.首先,利用改进的直线段检测(LSD)方法提取图像直线特征;其次,构造控制线并设计了一种基于控制线的图像配准方法;最后,依据仿射变换模型实现了待配准图像的精确自动配准.实验表明,在SAR和可见光图像存在较大灰度差异、旋转和平移的情况下,该算法仍能精确配准图像,且运算时间大幅减少,能够满足一些实时性较强的应用.     

Advanced high-order nonlinear chirp scaling algorithm for high-resolution wide-swath spaceborne SAR

Spaceborne Synthetic Aperture Radar (SAR) is a well-established and powerful imaging technology that can provide high-resolution images of the Earth’s surface on a global scale. For future SAR systems, one of the key capabilities is to acquire images with both high-resolution and wide-swath. In parallel to the evolution of SAR sensors, more precise range models, and effective imaging algorithms are required. Due to the significant azimuth-variance of the echo signal in High-Resolution Wide-Swath (HRWS) SAR, two challenges have been faced in conventional imaging algorithms. The first challenge is constructing a precise range model of the whole scene and the second one is to develop an effective imaging algorithm since existing ones fail to process high-resolution and wide azimuth swath SAR data effectively. In this paper, an Advanced High-order Nonlinear Chirp Scaling (A-HNLCS) algorithm for HRWS SAR is proposed. First, a novel Second-Order Equivalent Squint Range Model (SOESRM) is developed to describe the range history of the whole scene, by introducing a quadratic curve to fit the deviation of the azimuth FM rate. Second, a corresponding algorithm is derived, where the azimuth-variance of the echo signal is solved by azimuth equalizing processing and accurate focusing is achieved through a high-order nonlinear chirp scaling algorithm. As a result, the whole scene can be accurately focused through one single imaging processing. Simulations are provided to validate the proposed range model and imaging algorithm.     

国外SAR卫星电源系统分析与启示

介绍了国外合成孔径雷达(SAR)卫星电源系统的特点,从SAR卫星成像模式多、峰值功率大、较大的载荷平台功率比以及脉冲功率工作等方面分析了其对电源系统设计的需求;介绍了欧洲和加拿大研制的Cosmo-Skymed卫星、TerraSAR-X卫星、Radarsat-2卫星、Sentinel-1卫星、EarthCARE卫星等的电源系统设计概况,对其电源系统拓扑、母线体制、太阳电池阵功率调节方式、锂离子蓄电池组配置等技术方案的特点进行了归纳总结,在此基础上提出了我国SAR卫星电源系统技术发展的建议。     

分布式卫星系统(DSS)及其自主控制技术分析

DSS系统本身的复杂性以及工作环境的不确定性 ,导致利用传统的控制方法对其进行控制十分困难。本文对DSS及其自主控制技术进行了分析。首先介绍了DSS的概念、结构及其支撑技术 ;其次阐述了卫星自主运行的研究进展 ,解析了空间飞行器RemoteAgent智能自主控制系统的基本构成 ;然后介绍了DSS自主运行技术的研究现状 ;接下来重点分析了基于multi -agent的DSS自主控制涉及的关键技术及面临的挑战 ;最后进行了总结     

Vector quantization for saturated SAR raw data compression

Spaceborne SAR involves the storage and transmission of large-size sampling data. Block adaptive quantization (BAQ) is now the most widely used onboard data compression algorithm due to its good tradeoff between system performance and complexity. However, when spaceborne SAR raw data is saturated, the performance of conventional BAQ deteriorates dramatically because its precondition of Gaussian distribution of raw data no longer holds. In order to solve this problem, an improved vector quantization (VQ) algorithm is proposed. This algorithm firstly introduces saturation modification to a conventional vector quantizer, obtains the saturation codebook based on Gaussian density function, and then obtains the new vector quantizer for the whole set of Saturation Degree (SD). This algorithm makes the vector quantizer match statistical model of data for the whole set of SD, so the performance of the compression is improved. The case of the 2D signal is explicitly computed. The performance of the proposed algorithm is verified by simulated and real data experiments.     

航空工业分布式计算机集成制造系统

针对航空工业在集成层次、范围和构建上的需求.提出了一种分布式计算机集成制造系统方案.并给出了该方案的物理模型和网络模型.该方案具有结构清晰、功能明确、涵盖全面、易于实现等特点.最后,对计算机集成制造系统(CIMS)的实施提出了若干建议.     

基于SAR景象不变特征点的匹配定位技术研究

针对精确制导领域中的SAR景象匹配定位技术中由于实时图与基准图可能存在形变、分辨率不一致,图像旋转及雷达视角变化及噪声的影响下差异较大情况时直接利用基于灰度的规则正交二维信息匹配算法适应性差的问题,将不变特征点匹配方法(Scale Invariant Feature Transform,SIFT)应用到SAR景象匹配中,通过仿真实验取得了满意的效果,试验结果表明SIFT特征是图像的局部特征,其对旋转、尺度缩放、亮度变化保持不变性,对视角变化、噪声也保持一定程度的稳定性,对提高匹配概率和对不同图像的适应性,降低应用风险具有借鉴意义。     

船只目标三维转动对SAR成像影响的定量分析

在分析船只三维转动（横滚、俯仰、偏航）对合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）成像质量的影响方面,现有文献只考虑了仅存在一维转动时的影响,未考虑三维转动同时存在时对SAR成像质量的影响。另外,现有文献主要基于船只转动对船只散射点瞬时多普勒频率的影响进行分析,并未真正与对SAR图像质量的影响关联起来。本文推导了适用于船只存在三种一维转动、同时存在三维转动时的SAR图像二维时域表达式,以及散射点方位向坐标的表达式。在上述表达式的基础上,通过分析船只上的散射点在SAR图像中的偏移情况,扩展到分析船只整体在SAR图像中的形变情况;通过分析一维转动对SAR成像的影响,扩展到分析三维转动同时存在时对SAR成像的影响。研究表明：船只三维转动引入了包络误差和相位误差,导致SAR图像中散射点模糊并在方位向偏移,且不同散射点的偏移量不同,从而使船只形状发生畸变。仿真结果验证了所推导表达式的准确性及理论分析的正确性。