星载分布式SAR干涉信号分析

星载分布式合成孔径雷达(SAR)具有双站和斜视的特点,本文分析了在这种情况下干涉信号的一些特征:(1)干涉信号相位与成像处理间的关系;(2)考虑地形情况下,干涉信号相位差及其相干性;(3)考虑配准误差时干涉信号相位差及其相干性。仿真分析了一系统干涉信号相干性随地形、基线及配准误差的变化。     

星载InSAR系统干涉信号模拟方法

为了对星载干涉合成孔径雷达(InSAR)系统信号处理研究提供数据源,研究了系统干涉信号的模拟。首先分析了信号模拟所需的几何模型、散射模型及信号模型,给出了利用这些模型模拟干涉信号的流程。通过分析小面单元数与相干系数的关系,得到当取满足一定条件的小面单元数时,模拟出的干涉信号能够进行干涉,并且其相干系数能和理论值吻合。通过采用上述方法进行模拟验证了上述方法的有效性。     

土壤湿度变化引起的干涉SAR相干性损失分析(英文)

干涉SAR的相干性对于数据质量的衡量和与后向散射结合的目标信息提取,都具有重要的意义。然而相比其他的去相干源,土壤湿度变化引起的重轨干涉SAR的去相干尚未得到充分的研究。该文利用EnvisatASAR和暗室数据分析了由土壤湿度变化引起的重轨干涉SAR的相干性损失。C波段ASAR数据仅在裸土或草地区域具有较高的相干性,意味着这两种陆地覆盖类型比较适合作为土壤湿度变化对星载数据干涉相干性影响的研究对象。此外重访周期短的星载SAR即使对于农田区域具有重要的应用潜力。由于微波暗室的可控环境,特别是能够去除其他去相干源的影响,因而设计开展了暗室实验,并详细分析了土壤样本的观测数据。实验发现低频2-2.5 GHz具有较高的相干性,并且对土壤湿度初值的敏感度较低。这表示在利用干涉相干性信息提取土壤湿度变化时,至少是在相干性水平和对土壤湿度初值的敏感度方面,S波段优于C波段。      

利用线性相位模型提高干涉SAR图像相干性及改进相干性估计

本文提出一种对干涉合成孔径雷达(干涉SAR)处理中单视复图像(SLC)进行地形自适应预滤波的方法,提高从不同入射角获得的SAR图像之间的空间相干性,并同时改进相干性估计.通过Chirp-Z变换进行干涉图局部频率估计,从而提取干涉图线性相位模型,并利用其进行距离和方位向的地形自适应预滤波.由于滤波器参数随地形进行调整,其性能优于仅仅依赖轨道参数或平坦地球相位估计的固定带宽非自适应滤波器.文中对SIR-C/X-SAR的Etna火山干涉数据同时进行了距离和方位向地形自适应处理,利用相干系数直方图对该方法与固定带宽非自适应滤波方法的性能作了比较.最后,本文还应用线性相位模型改进相干性估计,得到了去除地形变化因素后的相干系数图.     

合成孔径雷达相干性分析

合成孔径雷达是一种相干雷达,相干性是保证合成孔径雷达方位向成像性能的关键核心因素之一。文章剖析了相干性的内涵,从合成孔径雷达系统的角度,分析了相干性的影响因素和保证相干性的具体措施。为了保证合成孔径雷达的相干性,在频点分配上,确保产生定时脉冲的参考时钟是产生雷达发射线性调频信号参考时钟和AD采样时钟的最大公约数,系统上变频和下变频采用相同频点的本振,应根据成像性能要求合理确定频率源的短期稳定度指标,系统中相同频点的多路信号采用无源功分的方式产生。本文建立了系统仿真分析模型,通过仿真计算和实验测试的方法验证了保证相干性措施的正确性。     

干涉合成孔径雷达的垂直基线对图像相干性的影响

 本文指出了InSAR中垂直基线是影响图像相干性的重要因素,论证了现有的直接计算相关系数的公式是基于理想信号得出的,然后结合实际雷达信号的频率特性推导出了一个直接计算相关系数的公式,并给出了在各种斜坡地形情况下相关系数与垂直基线的变化关系.这种计算方法及其数值结果可用于对干涉合成孔径雷达的基线设计和性能评估.     

交轨干涉SAR涌浪干涉相位模型及数值模拟

建立了包含海表面高度和速度聚束的交叉轨迹干涉合成孔径雷达(AcrossTrack Interferometric Synthetic Aperture Radar,XTI-SAR)涌浪干涉相位模型,得到了涌浪成像的解析表达式.进一步研究了XTI-SAR沿方位向传播的涌浪成像机制.定义二次谐波振幅与基波振幅比率来表征成像非线性,通过比较XTI-SAR和沿轨迹干涉合成孔径雷达(Along-Track Interferometric Synthetic Aperture Radar,ATI-SAR)相位的二阶调和分量,分析不同海况和干涉SAR参数情况下的数值模拟,结果表明:当速度聚束弱时,XTI-SAR相位比ATI-SAR相位具有较强的非线性,ATI-SAR比XTI-SAR更适合测量海浪.当速度聚束强时,XTI-SAR相位比ATI-SAR相位具有较弱的非线性,XTI-SAR比ATI-SAR更适合测量海浪.     

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InSAR的基线长度研究

基线长度是决定干涉合成孔径雷达(InSAR)测高精度的关键量.长基线时误差传递系数小,利于测高精度,但基线过长会使系统相干性下降和处理难度增大.文中探讨了相干性和相位展开处理的机理,分析了基线长度与二者的关系,提出了一项衡量相位展开难度的指标,给出了利用SAR工作的侧视几何缓解相干性和相位展开难度对基线长度限制的2种处理方法及其效果.上述2种处理方法可允许InSAR系统采用更长的基线.     

机载差分干涉SAR的误差分析

该文就机载差分干涉中影响精度的几个重要因素进行了详细的分析,为开展机载差分干涉应用提供理论基础。首先考虑机载差分干涉算法流程中引入的误差,指出必须利用外部DEM(Digital Elevation Model)计算本地视角才能实现高精度的形变反演。随后,重点讨论了影响差分干涉SAR (Synthetic Aperture Radar) 的几个重要影响因素：系统参数误差、相干性和大气效应。系统参数中基线和基线角的误差对差分干涉的精度影响最大,由此对机载残余运动的补偿提出了很高的要求。相干性分析又对机载差分干涉中形变像对的基线长度提出了严格的限制条件。和星载SAR一样,机载SAR同样受到大气的影响。通过计算这些因素的对机载差分干涉精度的影响,给出了机载差分干涉精度的表达式。     

方位向多波束星载SAR仿真

多波束工作模式是一种新的合成孔径雷达(SAR)工作模式,既可以满足高分辨率的需要,又可以满足宽测绘带的要求,因此具有很高的研究价值和广泛的应用前景。文中提出了多相位中心多波束SAR的回波模型,给出了仿真方法;并以三波束星载SAR为例,通过仿真实例验证了该方法的有效性。     

SAR欺骗干扰信号仿真

根据SAR位置参数、运动参数、雷达波形及SAR与保护目标和干扰站的几何关系,给出SAR欺骗干扰信号形式,通过点、多点保护目标的仿真确定了工程上可行的产生欺骗干扰信号方法及步骤,并对产生了保护点目标及多点目标的干扰信号,进行了成像算法验证,证明产生的欺骗干扰信号是正确的。文中的欺骗干扰信号产生方法并不限定干扰站、保护区处于SAR的波束主瓣内,对SAR欺骗干扰信号产生的实现有较普遍意义。     

基于全极化SAR非监督分类的迭代分类方法

本文在全极化合成孔径雷达(SAR)特征分解和最大似然估计(ML)分类的基础上,提出基于全极化SAR极化特征分解及最大似然估计的非监督分类迭代算法.这种方法灵活性好、精度高.本文提出了迭代分类方法的几种方案.针对特征分解和ML分类的各自特点,进行了分析比较,可以根据实际需要选择适合的迭代方法.并利用NASA JPL实验室的实测数据对该迭代分类算法进行了实验研究,得到了很好的实验结果.实验结果证明这种迭代算法有很好的适应性和很强的鲁棒性.     

地球同步轨道星载SAR观测特性分析

地球同步轨道星载合成孔径雷达(Geosynchronous Synthetic Aperture Radar,GEOSAR)具有超高的卫星轨道和超长的合成孔径时间,相比于目前的低轨星载SAR,GEOSAR在信号特性与成像信号处理方面变化显著.GEOSAR体制和理论方法的研究都要以GEOSAR自身的特性分析为基础.文中根据GEOSAR的星地几何关系对星下点轨迹、卫星速度与波束扫描速度、合成孔径时间、多普勒特性等观测特性进行了深入分析,然后在此基础上与典型低轨SAR进行比较,得出了相应结论.     

对星载合成孔径雷达信号的侦收和干扰技术研究

介绍了合成孔径雷达的基本工作原理,对星载合成孔径雷达信号的侦收和干扰方法进行了探讨,并提出了侦测和干扰的一些设想。     

星载SAR图像距离-多普勒定位精度分析

定位精度是合成孔径雷达（SAR）系统的一项重要指标。文中首先从星载SAR图像的4定位原理出发,提出了距离-多普勒定位法的定位条件,并通过直接法得出了定位模型 然后对星载SAR的定位误差进行了详细分析和仿真计算,并对仿真结果进行了归纳总结。仿真结果表明,影响定位精度的主要因素是斜距测量误差、目标高度误差、平台星历（位置和速度）误差。而多普勒频率测量误差对定位精度影响则可忽略不计。     

机载合成孔径雷达回波数据仿真研究

机载SAR回波数据是机载SAR信号处理的基础,但靠挂飞实验得到的数据价格昂贵且不灵活,也无法分析载机平台运动变化或雷达参数变化对整个SAR系统的影响.针对这一点,本文叙述了回波数据模拟的点目标理论模型并提出了二维SAR回波数据模拟的方法,给出了模拟实验的结果.并举出了这种回波数据模拟的一种应用,既通过点目标模型观察载机加速度误差对成像质量的影响.     

星载高分辨率宽幅成像技术分析

从星载合成孔径雷达的分辨率与成像幅宽的关系出发,分析了2种高分辨率宽幅成像技术的基本原理,其中一种可以实现高分辨率条带成像模式;另一种可以实现高分辨率马赛克成像模式.并提出了各自需要解决的关键技术.最后,通过2种技术的性能比较,指出了各自的应用范围.     

分布式小卫星SAR实现全孔径分辨率的信号处理

利用一组小卫星进行编队飞行,它们之间协同工作来完成某一特定任务,其功能和可靠性远远超过一颗单独的大卫星,因而具有高的性能/价格比.对于单颗卫星SAR,其横向分辨率与测绘带宽相矛盾,而采用分布式小卫星SAR,可使这一矛盾得到解决.本文主要研究如何通过信号处理化解多普勒模糊,实现理论最高分辨率的问题.