最新月球合成孔径雷达图像解读

2009年1月16日,美国航空航天局（NASA）和其他几个合作机构公布了两张月球表面的合成孔径雷达图像（见图1、2）。这是印度月球初航-1（Chan-drayaan--1）上美国研制的小型合成孔径雷达（MiniSAR）拍摄的。为了解读两张图像,先简单介绍合成孔径雷达成像的基本要素。     

弹载合成孔径雷达自适应重频分析与设计

弹载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)的目标距离、视线角由于高速逼近目标而快速变化,这导致传统的固定脉冲重复频率(Pulse Repetition Frequency,PRF)(简称重频)波形难以兼顾弹载SAR雷达在成像各方面的约束条件,故需要根据当前弹体运动和弹目关系变化情况实时计算重频。详细分析了影响重频选择的各项因素,包括避免距离模糊、方位模糊、高度杂波、发射遮挡影响及SAR成像分辨率、系统相参性要求等影响因素,并设计了自适应重频计算的工作流程。某SAR雷达系统实验表明,该设计能够在实际飞行弹道条件下根据实际弹目关系自适应调整脉冲重复频率,从而更好地实现SAR雷达系统的工作性能,有效解决了固定重频波形不能适应弹载SAR工作条件的难题。     

敏捷SAR卫星滑动聚束模式姿态控制分析

敏捷合成孔径雷达（Synthetic aperture radar,SAR）卫星机动能力强、图像质量高,可以实现条带模式、滑动聚束模式、大角度侧视及大角度斜视成像。滑动聚束成像模式图像几何分辨率高、图像质量高,是敏捷SAR卫星的典型应用模式。根据滑动聚束模式的成像特点,本文分析了两种典型的滑动聚束成像模式姿态控制实现方式,并分别进行仿真、测试和比较分析,以支持卫星在轨滑动聚束成像模式的应用。     

天基干涉合成孔径雷达技术发展与展望

天基干涉合成孔径雷达(InSAR)技术发源自合成孔径雷达(SAR)技术,突破性地实现了平面向立体维度的拓展,并在此基础上衍生了差分干涉(D-InSAR)等一系列技术研究方向.经过近30年的技术积累和工程实践,InSAR技术已从理论走向工程实践,填补了天基高效测绘手段的空白,产生了极大的应用效益,其中,德国TerraSA...     

一种步进频SAR数据补偿方法

先对单个频点进行成像处理,得到粗距离分辨率子图像,再进行频带合成,将得到理想的二维高分辨合成孔径雷达(SAR)图像.在实测数据处理中,受各种因素影响,单频点子图像在方位散焦,频带合成后,合成图像在方位也是散焦的.针对这个问题,提出了一种高分辨步进频SAR数据补偿方法.首先选择一幅子图像作为参考图像,通过估计得到参考图像...     

波束跃度对星载方位向扫描模式SAR图像质量的影响

针对星载方位向扫描模式合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)系统中天线无法实现连续扫描而引入成对回波的问题,提出了波束跃度对SAR成像质量影响的定量化分析方法。提出了一种广义的SAR成像几何模型,以模式因子区分不同的方位向扫描模式;结合傅里叶级数和泰勒级数展开推导了波束跃度下的方位向天线方向图,在此基础上建立了方位向回波信号模型;得到成对回波幅度和位置与波束跃度的定量关系,着重比较分析了波束跃度对不同方位向扫描模式SAR图像质量的影响。仿真结果验证了上述分析方法的有效性。     

模型预测滤波在机载SAR运动补偿POS系统中的应用

 机载合成孔径雷达（SAR）运动补偿用位置姿态系统（POS）的定位精度直接影响SAR成像的效果。为进一步提高POS的导航精度,提出将模型预测滤波（MPF）与扩展卡尔曼滤波（EKF）相结合的方法应用于POS中。该方法不需要假设模型误差为高斯过程,并能够在线实时估计并修正系统模型,有效解决了MPF算法与系统模型不完全兼容的问题。飞行试验结果表明,该方法的收敛速度和滤波精度均明显优于目前工程应用中的KF和EKF,特别是大大提高了POS的定位精度;同时该算法与线性滤波KF的计算量相当,更好地满足了工程应用对导航精度和实时性的要求。     

星载SAR成象数字信号处理

 星载合成孔径雷达(SAR)飞行高度高,速度快、探测距离远、测绘带宽,运行轨道偏离理想圆形,因此获取SAR图象的数字信号处理技术十分复杂。本文从上述特点出发,讨论了星载SAR的目标回波信号数学模型,成象过程中方位处理的机理和方法,以及多视处理。     

两向二维最大子类散度差鉴别分析及其在SAR目标识别中的应用

针对Fisher线性判决分析（FLDA）在图像识别应用中遇到的小样本问题,提出了两向二维最大子类散度差（(2D)2MCSD）鉴别分析的图像特征提取方法。首先找到每类数据的子类划分,再根据这些子类构造基于二维图像矩阵的子类类间和子类类内散布矩阵,最后用子类类间与子类类内散布之差作为鉴别准则求取投影矢量。该方法可以处理多模分布问题,从根本上避免了矩阵求逆和小样本问题,加快了特征抽取的速度,且同时对图像行和列进行压缩,克服了二维最大子类散度差（2DMCSD）鉴别分析和另一种形式的2DMCSD（Alternate 2DMCSD）的特征维数较大的问题。基于美国运动和静止目标获取与识别（MSTAR）公共数据库提供的实测数据的实验结果表明：本文方法的性能优于现有的子空间方法;与2DMCSD和Alternate 2DMCSD相比,可大大降低特征维数、提高识别性能。     

线性调频步进雷达ISAR信号特性及成像

文章在建立了线性调频步进ISAR回波信号模型的基础上,对线性调频步进雷达ISAR信号特性进行了详细的分析,指出了由径向速度和转动速度所引起的耦合项、一次项和二次项对距离合成高分辨和方位聚焦的影响;给出了线性调频步进雷达ISAR成像的详细步骤,并用仿真论证了文章分析的可靠性。