机载双站SAR波束指向误差研究

本文基于双站SAR的运动几何结构，建立了机载双站SAR波束指向误差模型，研究了指向误差所引起的回波能量分布的变化，及其带来的多普勒中心频率估计偏差，以及波束指向同步要求的限制条件，分析了它们对成像结果的影响，最后，仿真结果验证了上述分析的有效性．     

机载双站SAR运动补偿研究

与单站SAR相比,双站SAR的几何关系更复杂,运动误差来源更多,因而运动补偿难度更大.本文提出了一种有效的双站SAR运动误差的估计和补偿方法.文中首先根据双站SAR运动误差的几何模型,推导出径向运动误差随距离变化的解析式,接着利用从回波数据估计的多普勒调频率和图像对比度来估计运动参数,最后利用估计的运动参数对数据分别进行径向和沿航向运动补偿.该方法可有效校正收发平台的三维运动误差,并可降低双站SAR系统对惯导的要求.仿真和实测数据的实验结果验证了该方法的有效性.     

双站SAR时频同步技术

基于星载SAR照射源的双站SAR系统,由于收、发系统分置,时间同步和频率同步误差会对成像结果造成影响,甚至不能成像,因此,时频同步问题是这类系统需要解决的关键问题之一。本文首先以基于星载辐射源、接收机固定在地面的双站SAR系统为例,详细分析了时频同步误差的模型,随后提出了一种利用直达波信号脉压峰值位置和相位信息提取时频同步误差,实现系统时频同步的方法,并对该方法的估计精度进行了分析。最后,通过仿真,对时频同步方法及其性能进行了验证。根据仿真结果分析,该方法取得了较好的性能,可以有效的应用于上述双站SAR系统。      

双站SAR多PRF同步链同步方法

收发单元之间的相位同步是双站合成孔径雷达的关键问题之一。针对实际双站SAR实验系统中所体现出的问题,该文提出了一种多PRF同步链的双站合成孔径雷达同步方法,该方法通过双向同步链实现高精度的随机相位误差测量;并利用中国余数定理解算频率差测量中的模糊,实现低同步频率条件下双站SAR单元频率源间慢变化频率差的无模糊测量。最后,通过仿真验证了方法的有效性。     

平飞正侧视双站SAR成像与误差分析

首先建立了平飞正侧视模式的双站SAR模型,然后在数学上给出了双站等效到单站的等效模型,在此基础上,可用常规SAR的信号处理器实现对双站SAR的成像处理。文章基于等效模型给出了平飞正侧视模式时的双站SAR的CS成像算法;当收发平台存在位置误差和速度误差时,不可避免地带来等效误差,降低了成像结果的质量,文章针对该误差进行了分析,并给出了相应的计算机仿真。     

星载寄生式InSAR系统频率同步误差分析

频率同步是星载寄生式InSAR系统的关键问题之一。根据频率源的工作特性,建立了一种新的频率源误差模型,并在该模型的基础上详细分析了频率同步误差对双站SAR成像及分布式InSAR高程测量的影响。建立了频率同步误差到干涉相位误差的传递模型,指出了星载分布式InSAR系统对频率源准确度及稳定性的要求,仿真验证了理论分析的正确性,分析结果对星载分布式InSAR系统的设计具有重要意义。     

无人机载双站干涉SAR系统关键技术分析与实验验证研究

双站干涉合成孔径雷达(SAR)技术可突破单站双天线干涉SAR的基线限制,获得更加灵活的基线构型,有利于提升干涉测量精度。无人机载双站干涉SAR机动性好、飞行成本低,具有很高的应用价值,也能为无人机载分布式干涉、三维成像等提供关键支撑,具有重要的研究意义。中国科学院空天信息创新研究院牵头设计研制了国内首套无人机载双站干涉SAR系统,并在内蒙古百灵机场开展了飞行实验。该文简要介绍了该系统方案设计、基本构成和主要性能,并重点介绍了该系统的空间、时间及相位同步和数据处理关键技术,然后介绍了首次飞行实验的方案和实施研究情况,最后给出了实验数据处理结果,验证了关键技术和该无人机载双站干涉SAR系统0.5 m高程测量精度等主要指标,为后续多无人机平台协同开展分布式干涉数据获取及处理研究提供了基础。     

机载双站SAR分辨率特性分析

通过对机栽双站SAR一般空间几何结构的分析,根据收发站运动对目标产生的合多普勒关系,推导了双站SAR地距分辨率和方位分辨率表达式及其方向.详细分析了收发站空间几何关系和速度矢量对分辨率的影响,理论分析与仿真结果表明收发站双基地角和各自的速度矢量是影响双站SAR分辨率的主要因素.研究结果进一步完善了双站SAR理论体系,为系统设计和飞行试验提供理论依据.     

机载双站SAR成像区分块分析

机载双站SAR的回波数据具有距离空变性或距离-方位二维空变性,需要对观测场景进行分块成像。本文从机载双站SAR斜距历程出发,借助于载机轨迹解耦合公式,推导了观测场景中任一点目标的距离走动和距离弯曲公式。根据距离徙动校正后的残余距离徙动与二阶相位误差,推导了机载双站SAR的成像区分块准则。基于该准则仿真得到了各种构型机载双站SAR的成像区分块结果,分析了双站结构参数与系统参数对成像区的影响,为双站SAR宽场景成像时成像区分块提供了理论指导。      

机载双站聚束SAR改进算法

双站SAR能够获取目标不同方向的雷达散射系数,有助于图像分类和识别。双站聚束SAR分辨率高,目标识别能力更强。针对机载双站聚束SAR长合成孔径时间特点,该文引入改进双曲等效方法,修正了双曲等效距离模型的三次项精度;推导了2维波数域信号表达式,给出波数域图像重建方法;建立了距离-方位波数域的距离空变补偿项,提高了算法的距离空变处理能力。计算机仿真结果验证了机载双站聚束SAR改进算法的精确性和有效性。     

星机双基地SAR的时间同步误差分析

 在星载双基地SAR、机载双基地SAR已有成果的基础上,分析了星机双基地SAR中时间同步误差的影响.利用已有文献提出的一种时间同步误差模型,针对星机双基地SAR中误差的影响进行了定量分析,并进行了仿真验证.结果表明:按目前振荡源的实际频率准确度和稳定度,脉冲重复频率抖动的影响可忽略,线性时间同步误差是影响成像指标的主要误差源.最后,推导了实施同步方案后系统允许的"剩余同步误差"的量化指标要求.     

GEO星机双基SAR时间同步误差对运动目标检测的影响建模与分析

地球同步轨道星机双基地合成孔径雷达(GEO SA-BSAR)系统是以GEO SAR发射,飞机装载多通道系统接收信号的双基地SAR系统,其可充分利用GEO平台提供的长时间稳定的波束覆盖特性,为运动目标的检测和监视提供了便利.但是,GEO SA-BSAR系统由于收发分离,不得不面临发射端和接收端的频率源差异导致的时间同步误...     

高分辨率机载SAR多子带合成误差补偿方法

合成孔径雷达(SAR)能够实现高分辨率成像,在遥感领域发挥着不可替代的作用,在军事和民用方面都有着广泛的应用。高分辨率SAR需要宽带收发系统,为了缓解大带宽对信号接收和采集设备的压力,对发射的宽带信号采用子带分割方法,在信号处理中通过对子带回波进行合成获得高分辨率图像。针对在子带合成时子带内和子带间误差会严重影响最终的图像质量,提出了一种基于实测数据的子带合成误差补偿方法。利用定标数据补偿子带内误差,利用回波数据补偿子带间误差,最终实现了多子带误差补偿,并利用机载SAR实测数据验证了方法的正确性和有效性。     

一种小型机载低频UWBSAR的三级运动补偿方法

 本文建立了小型机载UWB SAR运动误差模型,分析了低频UWB SAR与高频窄带SAR间的运动误差不同点,找出了传统运动补偿方法失效的原因.为此,本文提出一种三级运动补偿方法.该方法的具体措施为:第一级,采用基于低精度传感器的运动补偿,消除回波包络误差和部分相位误差,提高回波数据距离弯曲校正精度;第二级,采用基于多普勒调频率估计的补偿方法,消除回波中的二次相位误差;第三级,基于图像域数据,采用自聚焦算法消除高阶相位误差,最终获得聚焦UWB SAR图像.实测数据成像结果证明了该运动补偿方法的有效性.     

双站合成孔径雷达随机扰动误差分析

根据双站合成孔径雷达飞行平台的运动特点,分析了随机扰动误差对双站正侧视SAR成像的影响,推导出了载体平台沿理想航线方向扰动和横向扰动情况下的图像位移准则和分辨率准则,以及振动情况下控制图像对比度损失的限制条件,并对这些结果进行了分析,得出了相关结论,这对双站SAR的工程实践具有重要的指导意义.     

收发分置合成孔径雷达的时间同步分析

同步是收发分置合成孔径雷达(SAR)成像的关键。本文建立了考虑时间同步误差的数学模型,进行了相位误差分析,并对点目标的距离压缩和方位压缩特性在不同的时间同步误差下作了仿真。通过仿真,验证了理论分析的正确性,从而为收发分置SAR系统设计中提出正确的时间同步要求提供了理论依据．     

聚束模式双基地SAR极坐标格式成像算法研究

 对于任意几何配置下的聚束模式双基地合成孔径雷达,本文在信号模型分析的基础上提出了一种可实现有效聚焦的极坐标格式成像算法.根据对聚束模式双基地SAR原始数据域空间频率采样特点的分析,算法在实现由极坐标到直角坐标的插值转换时,采用非线性插值采样方法,保持了PFA算法中将二维插值分解为两个一维插值的特点,因此计算流程、效率及性能和常规单基地聚束SAR的PFA成像算法相同.最后通过点目标仿真验证了算法的有效性.     

双基地合成孔径雷达的扩展ETF成像算法

本文详细研究了双基地合成孔径雷达的等效单基地成像模型,在此基础上提出了一种适用于双基地SAR的扩展ETF(Exact Transfer Function)成像算法.在原有单基地ETF算法的基础上,新算法采用由双基地成像几何关系所确定出的新的方位聚焦相位函数,算法的计算流程及效率和单基地SAR的ETF成像算法相同,优点是不需要任何的插值计算,论文同时讨论了算法的适用条件.最后通过点目标仿真验证了算法的有效性.     

频率误差对双基地雷达改善因子的影响

收发相位同步是双基地雷达相参处理的前提,相位同步误差会对改善因子产生影响。首先建立了考虑相位同步误差的相参检波信号模型,在此基础上,导出了相位同步误差对改善因子影响的关系式,最后通过仿真分别给出了不同杂波类型,不同重复频率时相位同步误差对改善因子影响的结果。仿真结果表明,相位同步误差越大,对各类杂波改善因子的影响也越大,当误差为10 Hz时,地杂波改善因子下降十几分贝,且载波频率为1 GHz时,若要求MTI改善因子为50 dB,稳定本振的频率稳定度需满足10-8的数量级。