分布式星载干涉SAR基线设计与性能分析

基于线性化开普勒方程给出了分布式SAR卫星的轨道要素计算公式,分析了分布式星载干涉SAR的高程测量精度、速度测量精度以及改善空间分辨率的性能指标,建立了分布式SAR卫星的空间几何模型,结合编队构形设计进行了极限基线分析;在此基础上提出了一种通用的三维编队飞行分布式星载干涉SAR基线设计方法.基于L波段分布式SAR卫星进行了编队轨道参数设计,给出了干涉基线的仿真结果,并通过系统性能分析验证了基线设计方法的有效性.     

星载干涉SAR中的基线问题

基线在星载干涉SAR的系统设计和数据处理中起着非常重要的作用.本文比较全面地阐述了空间基线在星载干涉SAR中的作用.特别分析了星载干涉SAR中空间基线对SAR图像相关性、地距分辨率以及干涉SAR数据处理中的距离向平地效应和多视平均处理的影响.讨论了星载干涉SAR空间基线的设计问题,推导了空间最优基线的确定公式.最后进行了计算机仿真,仿真结果表明分析正确.     

多基线干涉SAR测量技术发展与趋势分析

 本文针对多基线干涉合成孔径雷达新型对地观测技术,综合分析了其发展历史、应用范围、以及多基线干涉SAR(合成孔径雷达)系统现状.同时,对多基线干涉SAR测量技术数据处理关键技术等方面的研究进展,以及在测绘、海洋、建筑物监测、水文、地面沉降监测等领域的应用潜力进行了研究与阐述.最后针对地形测量应用领域,着重论述了其相关研究热点及未来发展趋势,并初步分析了部分尚待解决的问题.     

星载寄生式SAR系统干涉性能与空间分辨能力分析

以星载寄生式SAR系统成像信号模型为基础,详细分析了这一新系统的干涉性能和空间分辨能力,给出了 各自的限制条件。分析了两者限制的本质一致性,并统一以基线形式表示出来,同时提出了距离向有效基线和方位向有效 基线的新概念。最后以Cartwheel编队构形进行了实例分析,特别指出了基线耦合、多基线对性能的影响。     

分布式星载SAR原始数据的模拟

在分析单星载SAR完整信号模型的基础上,建立了一种基于地球椭球模型和卫星椭圆轨道模型的单发多收分布式星载SAR回波数据的仿真模型.根据卫星在各自椭圆轨道的运行情况和地球自转的影响,对分布式星载SAR的回波信号作了较为精确的模拟,并给出了详细的模拟步骤.最后以点目标的成像结果证实了该模拟方法的可行性和模拟结果的可靠性.     

星载InSAR空间基线的系统设计与性能分析

基线在星载InSAR的系统设计和数据处理中起着非常重要的作用,它决定了InSAR数据处理的可能性和精度。该文对星载InSAR的空间基线进行了详细的分析,推导了星载InSAR的空间极限基线和最优基线的公式,讨论了空间基线的设计,论证了最优基线的存在。文中进行了计算机仿真实验,仿真结果与实际系统所用基线基本吻合。文中还使用空间基线去相干系数、高程模糊数和目标高程估计方差这三个重要指标对三个星载SAR系统进行分析。结果显示实际系统设计的基线距是比较合理的。     

干涉SAR的基线干损和极限基线分析

基线是干涉SAR工作原理中的关键概念。它反映干涉测高原理的本质，既是相干性的来源，也是导致基线干损的根源，它还用极限基线给出了干涉存在的条件。本文详细分析了基线、基线干损、极限基线，以及它们之间的关系，并引入新一个的概念；相干角，来更加准确和深入地分析上述关系，指出了它们在频域和图像域中的表现。     

柔性基线抖动对机载干涉SAR 性能影响分析

机载干涉SAR 平台在飞行过程中通常会受气流、机械振动等因素的影响,造成柔性基线抖动,从而严重影响干涉SAR 系统的性能。该文针对柔性基线机载干涉SAR 系统中的基线抖动问题,首先推导了基线抖动下的斜距误差模型,然后从1 次、2 次和一般斜距误差建立了SAR 复图像信号模型和双通道相关系数模型,并理论分析了基线抖动对SAR 成像和干涉性能的影响。最后通过回波仿真实验验证了理论分析的正确性。      

分布式小卫星SAR顺轨基线解耦合分析

地面动目标检测是分布式小卫星SAR研究的热点之一,但是分布式小卫星的空间构形导致混合基线的存在,使得地形变化和地面目标运动引起的相位难以区分以致从地面杂波中发现动目标非常困难。该文利用矢量法分析了基线耦合产生的原因,研究了一种能够实现顺轨基线解耦合的轨道构形,计算和仿真表明该文的方法能够有效地把影响动目标检测的垂直航迹基线引起的相位去除。     

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。     

干涉合成孔径雷达系统的最优基线

本文从干涉合成孔径雷达（ＩＮＳＡＲ）的系统原理出发,深入地了影响ＩＮＳＡＲ系统特性的干涉基线。基于形成干涉图像的ＳＡＲ信号之间的频率偏移理论,本文引入干涉合成孔径雷达系统的信号带宽、信噪比及距离向分辨力的概念。根据所提出的概念,得到干涉系统的最优基线,仿真计算结果与实际系统中所采用的系统基线基本吻合。     

基于高程测量误差的分布式卫星SAR编队构形设计

卫星编队构形是影响分布式卫星SAR系统性能的重要因素之一。该文主要研究满足绕飞轨道条件下的分布式卫星SAR编队构形设计问题,提出了基于高程测量误差最小的分布式卫星SAR编队构形设计方法。文中给出了分布式卫星SAR多组高程测量数据融合后的像素单元高程测量误差表示,并提出了给定观测区域的高程测量误差表达式。在此基础上,以观测区域的高程测量误差为优化目标,采用遗传算法对分布式卫星初始编队构形进行优化设计。仿真试验验证表明,通过该方法得到的初始卫星编队构形能够较好的降低给定观测区域内的分布式卫星SAR高程测量误差。     

EQUIVALENT BASELINE AND INTERFEROMETRIC PHASE OF CLUSTER SATELLITE SAR

The change of the equivalent baseline and interferometric phase of cluster SAR satellites is analyzed when the constellation circles around the Earth and the satellites rotate around the center at the same time. The letter provides assessment of baseline error and phase error which influence the precision of height measurement in the across-track interferometric mode. The mathematical model of cluster satellite movement is built, simulation analyses and the curve of height error are presented. The simulation results show that height measurement error can be compensated by the formulae derived in this letter, therefore, the Digital Elevation Models (DEM‘s) are recovered accurately.     

星载极化SAR原始数据模拟研究

该文提出了一种星载极化SAR分布目标原始数据模拟和仿真方法。在引入极化后向散射矩阵的基础上,介绍了分布目标后向散射系数的计算方法,详细阐述了极化原始数据产生过程。最后通过对模拟得到的极化原始数据的仿真再现图像分析,证实了对星载SAR极化原始数据模拟的正确性。     

干涉SAR成像中地形高度估计及基线估计方法的研究

本文在地形高度估计及基线估计等方面作了一些研究,提出了一种ＳＡＲ成像地形高度估计方法和一种基线估计方法。本文首先讲述了如何将干涉相位差转换成地形高的方法。通过模拟实验分析了地球的曲面效应对星载ＳＡＲ地形高度估计的影响．利用该方法能提高高度估计精度并且不需考虑去除平地效应。本文还给出了一种利用地面定标点估计基线参数的方法,通过模拟实验表明,在一定条件下我们能得到比较满意的结果。     

分布式卫星SAR沿航迹干涉编队构型优化

沿航迹干涉(ATI)SAR可用来测量地面运动目标的径向速度,分布式卫星系统能改善ATI测速精度并增加系统可检测速度范围。合理地设计小卫星间的空间编队构型是保证分布式卫星系统性能的关键。该文给出一种综合评价分布式卫星SAR系统测速精度的模型,该模型可用来对满足绕飞轨道的分布式卫星群的构型进行优化设计。采用随机搜索算法进行了仿真试验,试验结果验证了本文方法的有效性。     

一种SAR原始回波数据模拟方法

在分析星载 ＳＡＲ回波信号完整模型的基础上,提出了一种基于 ＳＡＲ图象的原始回波数据模拟简易方法,并通过对回波信号统计分析以及成像处理验证了模拟结果的正确性和可行性。     

星载SAR分布目标原始数据模拟研究

该文提出了一种星载SAR分布目标原始数据模拟的方法。以Kirchhoff近似及小平面单元理论为基础,讨论并给出了组成分布目标基本单元的小平面后向散射系数的计算方法。接着介绍了分布目标的回波模型,具体阐述了分布目标的原始数据形成方法。通过对原始数据成像处理后得到的图像进行分析,验证了此方法的有效性。     

主星带小卫星分布式SAR干涉的相对测高精度分析

相对测高精度是干涉SAR测高性能的重要指标之一。该文根据主星带小卫星分布式SAR系统的实际空间几何条件下建立了干涉测高原理;基于相对测高几何,推导了相对测高精度与干涉相位误差的关系式;理论分析了基线去相关、图像配准误差去相关、热噪声去相关等,并推导了图像相关系数;最后,仿真分析了图像去相关因素对于主星带小卫星分布式SAR干涉的相对测高精度影响。结果发现：对于平坦地形来说,热噪声与配准误差是影响相对测高精度的主要因素,而基线去相关影响相对较小。