机载SAR多普勒中心估计和调频率估计算法的实现

多普勒参数估计和运动补偿是机载合成孔径雷达成像中的两个关键问题,多普勒参数主要有多普勒中心和多普勒调频率,这两者对成像结果都有很大的影响..本文主要就这两个参数的算法原理和实现方法加以讨论,并选择计算速度较快且满足要求的算法,对于多普勒中心从相关法进行研究和实现,而对于多普勒调频率的估计则使用了改进的MD图像偏置算法,也从相关的角度进行实现.最后根据实测SAR数据对结果进行了验证和详细讨论.     

基于Radon-Wigner变换的双基地SAR多普勒调频率估计

在传统单站机载合成孔径雷达（SAR）中,多普勒调频率的估计精度直接影响着成像的质量。在双基地SAR中该参数同样重要,但由于收发平台的独立性,多普勒调频率估计的难度增加,采用传统的方法效果不明显。该文采用了一种基于Radon-Wigner变换的多普勒调频率估计方法,首先给出了机载双基地SAR的空间几何模型和回波信号模型,然后给出了理论分析和仿真,并用单基地SAR回波实际数据进行了多普勒调频率估计。结果表明：该方法对目标统计特性的变化不敏感,它适合多分量和信噪比不高的情况,且估计值精度较高。     

SAR成像中一种改进的最小熵多普勒调频率估计算法

多普勒调频率是SAR高分辨成像中的重要参数。当波束宽度较窄时，最小熵法可以获得较好的效果。但在搜索最优多普勒调频率时，每搜索一次都要对整个数据矩阵进行方位压缩并求熵，计算量较大。本文提出了一种将距离压缩后的数据矩阵按照聚焦深度分块搜索最优多普勒调频率的方法，分别从降低计算量和提高不同距离单元多普勒调频率精度两个方面对该方法进行讨论。实测数据及仿真数据的成像结果证明了此方法的可行性。     

基于运动参数估计的窄波束宽幅SAR成像算法

近年来 ,国内多家研究所已研制出机载试验SAR。但从这些试验雷达的导航仪器测得的运动参数精度较低 ,为作精确的运动补偿 ,运动参数需要从实测数据估计得到。本文利用基于数据的多普勒中心和调频率估计方法 ,对运动参数的变化历程作了长时间的精确估计 ,并将运动补偿和成像算法有机结合在一起 ,可在飞行状态不很理想时 ,仍能获得好的宽幅图像     

基于互相关差分的多普勒频率估计算法

在全球卫星导航系统中,精确的多普勒频率估计可以减少接收机从信号捕获到信号跟踪的时间,很大地提升了导航接收机的性能。针对导航信号的多普勒频率估计,在修正差分组合算法基础上,提出了一种基于互相关差分的多普勒频率估计算法,该算法不需要估计载频就能够直接估算出多普勒频率,在不增加搜索空间的前提下,明显提升了多普勒频率的估计精度。     

基于最小熵的斜视SAR多普勒调频率估计

多普勒调频率是实现高分辨SAR成像的重要参数。机载SAR成像惯用的子孔径相关法(Map Drift,MD)是基于一个点目标回波数据模型提出的,与实际情况严重不符,且不适用于低对比度地域回波的参数估计,有时甚至完全失效。文中提出一种基于图像最小熵准则的多普勒调频率估计算法。该算法不基于任何回波数据模型,采用搜索方式实现最小熵准则解卷积,其突出优点是:鲁棒性强,其聚焦效果不依赖于回波数据,在无明显特征场景下尤为突出。实测数据的成像效果验证了该方法的可行性及有效性。     

星载合成孔径雷达多普勒调频率估计精度分析

该文分析了星载合成孔径雷达成像处理中多普勒调频率估计与系统参数及图像特性的关系,给 出了利用轨道数据或回波信号数据估计多普勒调频率的精度与图像分辨率、雷达系统参数、轨道数据精度和 地物散射特性之间的关系。这些结论对系统的设计,以及数据处理方法的选择具有重要的参考价值。     

基于频率变标的调频连续波SAR成像算法

给出了一种改进的频率变标算法,该算法适用于处理距离解线调后的调频连续波SAR数据。对调频连续波SAR回波信号进行了建模,分析了信号的特征,揭示了平台的连续运动在距离向产生了一个多普勒频移的特性,应用频率变标技术,在频域完成补偿。实测数据处理结果表明,该算法能得到较好的成像结果。     

基于马尔可夫过程的水下运动目标启发式搜索

在搜索海域存在障碍的情况下,该文将启发式搜索算法应用于对水下运动目标的搜索,研究了基于马尔可夫过程的运动目标启发式搜索算法。建立了马尔可夫水下运动目标规避模型、搜索器启发式搜索过程模型和马尔可夫水下运动目标的搜索概率模型。该算法由已知的目标先验位置分布信息不断地对目标的运动位置进行估计、更新,以获得精确的目标后验分布,再利用启发函数得到下一步的最佳搜索节点。仿真分析表明：在对水下运动目标搜索时,搜索器能有效地规避障碍,提高搜索效率,有助于研究水下目标的优化搜索。     

基于DSP的高分辨SAR多普勒调频率的估算

高分辨合成孔径雷达(SAR)的实时成像系统应用广泛,但其实际运算量大.要满足实时成像的效果,就需采用信号处理能力很强的数字信号处理器.高分辨SAR实时成像系统信号处理部分由距离脉压、方位脉压及多普勒调频率估计等几个模块构成.针对实时高分辨SAR成像中的多普勒调频率模块的实现进行具体分析,并采用ADI公司的TS-201S处理器平台完成快速估算.     

一种基于区域搜索的全局运动估计与补偿算法

开展全局运动估计与补偿研究是进行动态目标检测中的基础和前提。在总结现有运动估计与补偿方法的基础上,提出一种基于图像分割区域的运动性和大小的全局运动估计与补偿算法。首先,通过建立区域搜索的全局运动模型,同时进行区域定性分割和区域大小排序;然后,根据误差最小化准则在指定的分割区域中进行线性递归搜索,利用门限准则寻找出最佳的运动估计参数;最后,根据双线性内插法获得运动位移量。实验结果比较可知,所提算法较三步搜索算法(TSS)和全局搜索算法(FSA)等传统算法具有更高的准确性(图像平移帧差)和实时性(算法运行时间),能够很好地实现运动背景的全局校正。     

一种新的运动搜索算法

根据序列图像中运动矢量的中心偏置分布特性和矢量间的时空相关性,设计了一种基于连续消除的正方形-菱形搜索策略。在此基础上,融合了搜索起点预测和自适应搜索等技术,提出了一种可预测搜索起点的自适应的基于连续消除的正方形-菱形搜索算法（PA-SEA-SDS）。实验表明,该算法以较小的代价取得了与全搜索算法相当的效果,在搜索次数和精度上均优于菱形和正方形-菱形搜索算法。     

基于三维递归搜索的多级运动估计视频帧率上转换算法

运动补偿插帧是目前主要的帧率上转换方法。为减小内插帧中的块效应,并降低运算量以满足实时高清视频应用,该文提出了一种基于3维递归搜索(3-D Recursive Search, 3-D RS)的多级块匹配运动估计视频帧率上转换算法。该算法将3-D RS与双向运动估计相结合,首先对序列中相邻帧进行由粗到精的三级运动估计,再利用简化的中值滤波器平滑运动矢量场,最后通过线性插值补偿得到内插帧。实验结果表明,与现有的运动补偿插帧算法相比,该算法内插帧的主、客观质量都有所提高,且算法复杂度低,有很强的实用性。     

一种基于循环平稳的Chirp信号相位参数估计迭代算法

该文研究了噪声中Chirp信号相位参数的估计问题,介绍了计算简便的循环平稳法,并针对其缺陷,提出了一种基于循环平稳的迭代估计算法。该迭代算法保持了循环平稳法计算复杂度低的优点,且降低了误差传递效应,提高了相位参数估计精度,增大了可估计的相位参数取值范围。仿真结果表明,所提出的参数估计迭代算法的性能优于普通的循环平稳法。     

一种基于多普勒频移的信道估计算法

为满足未来人们对移动通信越来越高的要求,实现真正意义上的无所不在,通信系统为用户提供更高速率的数据业务以及更好的用户体验,已成为当今移动通信技术发展的趋势.而准确的信道估计算法正是保证无线移动通信系统良好性能的关键所在.为此,首先介绍无线移动通信系统中信道估计的基本概念,其次介绍无线移动通信系统常见的信道估计算法,最后...     

基于FrFT的LFM相参脉冲信号多普勒频率变化率估计算法

线性调频信号(LFM)在雷达中广泛应用,精确获取观测LFM信号中的多普勒频率变化率信息是单站无源定位与跟踪系统的一项关键技术。该文提出了基于分数阶Fourier变换(FrFT)的多普勒频率变化率估计算法,在分数阶变换域上使信号能量聚集,消除调频率对参数估计的影响的同时充分提高了信噪比,进而利用保留的脉冲间相对相位关系获得了多普勒频率变化率的高精度估计。理论分析表明,该算法估计精度接近理论下界,数值仿真验证了算法的有效性。     

基于时间-调频斜率分布的多普勒调频率估计

该文提出基于时间-调频斜率分布(TCD)的目标回波线性调频(LFM)信号的多普勒调频斜率估计算法。分析目标回波LFM信号的TCD表明自项和交叉项均在多普勒调频斜率处取得极大值,采用垂直调频斜率轴投影积分可以有效抑制TCD的非多普勒调频斜率交叉项及噪声,增强多普勒调频斜率项。同时,采用二次搜索方法搜索TCD投影积分量最大值保证多普勒调频斜率估计精度,有效减少运算量;理论分析表明,通过合理控制搜索步长,可以使得计算耗时在一定条件下最小。仿真实验验证了该方法的有效性,该方法具有较高的估计精度以及抗噪性能。     

一种搜索形状可变的快速运动估计算法

本文提出了一种以菱形和六边形联合搜索为基础的搜索形状可变(ＶＳＳ)的运动估计快速算法,何用于Ｈ．２６３、ＭＰＥＧ２、ＭＰＥＧ４中的视频编码。试验结果表明,在获得与现有ＴＳＳ、ＮＴＳＳ、４ＳＳ和ＤＳ等快速算法相当的图像质量和信噪比的情况下,该算法有效减少了搜索次数,提高了搜索效率,尤其对于中大运动量的视频图像运动估计效果更为明显。     

基于相位补偿的BPSK相参脉冲串信号多普勒频率变化率估计算法

目标与观测平台之间径向加速度引起的接收信号多普勒频率变化率的精确估计对于高精度单站无源定位与跟踪具有重要意义。该文针对脉内相位调制信号的频率变化率不能直接表征多普勒频率变化率的问题,首先引入相位补偿的方法消除BPSK相位调制序列的影响,然后针对固定脉冲重复频率和脉冲重复频率抖动两种情况分别提出了径向加速度引起的多普勒频率变化率的精确估计方法,并且给出了多普勒频率变化率与采样频率、观测时间及脉冲重复频率之间的约束关系。仿真结果表明,典型参数条件下该文提出算法的信噪比门限比已有算法低约4~6 dB。