用星载寄生式SAR提高空间二维分辨率的信号处理

星载寄生式SAR(Synthetic Aperture Radar)是分布式小卫星SAR的一种典型形式.本文用数学推导的方法,以统一的形式给出了提高距离和方位分辨率的原理公式,公式表明:提高距离和方位分辨率的原理能以二维地面散射谱在距离维和方位维的频谱偏移这一统一的观点来解释,进而可一并考虑并同时实现.基于此提出一种提高系统空间分辨率的实现方法,同时考虑了固定相位差和两个方向的频移,可直接合成多幅图像.实现中充分考虑了图像频域支撑区的规则分布问题,以保证获得时域高质量图像.仿真验证了该方法的有效性.     

星载ScanSAR等效斜视距离模型的ECS成像算法

本文提出一种适用于大距离徙动星载ScanSAR成像处理的等效斜视距离模型Extended Chirp Scaling(ECS)成像处理算法.根据误差最小的等效斜视距离模型,改进了ECS成像算法的部分因子,给出了实现步骤.此外,为消除ScanSAR成像时的Scalloping效应,算法中还结合了视加权处理.最后,计算机仿真验证了算法的有效性,并进行了成像性能分析.     

星载激光雷达云和气溶胶分类反演算法研究

激光探测对于获取云和气溶胶的垂直廓线,研究大气中云和气溶胶的垂直分布特征以及对全球气候变化的影响意义重大。而星载大气激光雷达云气溶胶分类算法的研究,对于激光雷达数据的参数反演及应用极为重要。针对激光条件下探测的云和气溶胶特有的光学信息和空间分布,结合概率统计与机器学习算法,提出了一种对于云/气溶胶、云相态及气溶胶子类型识别的分类算法,实现了星载激光雷达的大气特征层快速、有效分类。算法采用中国地区2016年CALIOP的观测数据作为样本数据,主要由三部分组成：（1）基于激光探测的云和气溶胶层不同的光学特性以及地理空间分布特征,分别构建了云和气溶胶的γ₅₃₂,χ,δ,Z和lat的五维概率密度函数,以此为基础构建云气溶胶的分类置信函数,并基于此实现了云和气溶胶类型的反演;（2）选取支持向量机(SVM)作为随机朝向冰晶粒子(ROI)和水云分类的算法模型基础,结合云层的γ₅₃₂,χ,δ Z和云顶温度T的概率密度函数构建ROI,水平朝向冰晶粒子(HOI)和水云的分类置信函数以修正SVM误分的特征层以及筛选出水云中少部分的HOI冰云,获得云相态的分类结果;（3）以各气溶胶子类型的光学以及空间分布特性为基础,采用决策树策略的气溶胶子类型识别算法实现了对气溶胶子类型的区分,完成气溶胶子类型的识别。利用现有CALIOP观测结果作为样本数据构建分类数据库,避免了对于地面以及航测数据的依赖,而机器学习则大大简化了算法的实现过程,使得云气溶胶分类更加高效。算法结果与正交极化云气溶胶激光雷达垂直特征层分布数据(CALIPSO VFM)产品对比分析：云层有98.51%一致性,气溶胶有88.43%的一致性,且白天比夜间一致性高。对于云相态分类,可以有效区分出水云和冰云,其中二者水云一致性高达93.44%。在气溶胶子类型反演结果中,可以准确识别出大多数气溶胶特征层子类型。霾、沙尘以及晴空三种典型情况下的反演结果均与CALIOP VFM产品数据具有较好的一致性。其中,霾天的大部分煤烟型以及污染型（污染沙尘以及污染大陆）气溶胶反演结果与VFM具有较好的一致性。沙尘天也能够获得较好的沙尘以及污染沙尘的结果。晴空为数不多的气溶胶层也取得了较为一致的结果。对于实现的星载大气激光雷达特征层分类算法,针对CALIOP激光测量的云气溶胶层的分类进行了重要的改进,在保证一定精度的基础上,简化了算法,提高了数据处理的效率,在下一步工作中,将分别构建不同时段和季节的分类模型以及提高两种不同偏振特性的冰云和气溶胶子类型的分类精度。     

星载SAR海面场景回波仿真

利用分形海面模型、Kirchhoff近似电磁散射模型和基于时序的动态场景回波仿真模型得到星载SAR海面场景回波.给出理想单色波海浪和分形海面回波仿真实例,回波成像结果符合倾斜调制、速度聚束调制和实际海面SAR图像的统计特性,表明该方法有效.仿真得到的回波数据可为星载SAR海面顺轨干涉(ATl-SAR)测洋流、海洋全极化探测、反演海谱等仿真研究提供源数据.     

星载雷达天线结构动态特性研究

星载雷达天线是卫星有效载荷的关键组成部分,其结构性能直接关系到卫星任务的成败,文中以某星载雷达天线为研究对象,通过对蜂窝夹芯结构的简化等措施,建立其有限元分析模型,完成了天线的准静态强度分析、模态分析和动态响应分析,分别在不同阻尼和安装板的不同表板厚度条件下,获取了天线的结构仿真结果,找到了天线的加速度、速度和应力随阻尼和表板厚度的变化规律,为天线的结构设计提供了可靠的依据。     

方位数字波束形成SAR系统的性能分析

讨论了数字波束形成(DBF,digital beamforming)技术在星载合成孔径雷达(SAR,synthetic aperture radar)系统中的应用.详细讨论了天线尺寸,方位分辨率,脉冲重复频率等系统参数,分析了数字波束形成SAR系统的性能,并与常规SAR系统的这些参数做了比较.分析表明,在SAR系统接收端应用数字波束形成技术可以在实现高方位分辨率的同时展宽测绘带.     

基于OFDM星载交换的星地下行链路跨层设计

该文基于一种全新的基于OFDM的星载交换方案,给出了此星载交换方案的星地下行链路跨层设计工作流程和相关实现方法,此方法根据星地下行链路信号发射功率上限、关于每个地面设备的当前点波束星地下行链路信道状态、每个星地下行链路传输业务目的地、业务类型、业务传输速率要求等参数,实现在属于不同地面设备的各个星地下行链路传输业务之间自适应分配子载波并自适应配置每个子载波的调制制式,生成每个传输业务与子载波的对应关系,充分利用链路资源并满足传输业务的QoS要求。     

T／R组件频响特性对星载SAR系统性能的影响

对T/R组件频响不一致性对星载合成孔径雷达SAR系统性能的影响进行了分析 ,并用实测T/R组件数据进行了验证。理论分析与计算结果表明 ,随着T/R组件数量的增大 ,系统对T/R组件的频响一致性的要求将会降低。此外 ,因为天线的副瓣电平是不同频率信号贡献的平均值 ,所以天线副瓣电平的大小依赖平均T/R组件的不一致性     

星载激光雷达发展概况

本文对近年来星载激光雷达的发展概况作了简略评述。内容包括星载激光雷达的特点、测量原理、近年进展等。对美、日、欧洲、俄罗斯等国星载激光雷达的进展情况，以及星载激光雷达中应用的各种激光器，如Ｎｄ：ＹＡＧ激光器，Ｈｏ、Ｔｍ、Ｅｒ激光器，钛宝石激光器，Ｃｒ：ＬｉＳＡＦ激光器等作了着重评述。     

空间太阳望远镜的星载固态存储器研制

空间太阳望远镜有五个载荷仪器,其每天产生的数据达1728GB,数据流以固态存储器为核心在星上数据处理系统各单元间调度,完成缓存、压缩、存储和下传.本文分析了对固态存储器的需求,建立了其状态机模型,并确定了总体设计方案.根据该方案用DSP和FPGA构成控制逻辑,用DRAM芯片阵列构成存储模块,制做的地面原理样机对系统功能进行了模拟和验证.