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一种基于坐标轴旋转的俯冲段大斜视SAR波数域成像算法

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电子与信息学报 2016年第12期38卷 3137-3143页

作者：董祺邢孟道李震宇孙光才西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室西安710071 西安电子科技大学信息感知技术协同创新中心西安710071

由于机动平台成像的复杂性,常规SAR成像方法无法直接应用于俯冲模式下的大斜视成像处理。针对此问题,该文详细分析了俯冲段几何成像模型以及大斜视成像支撑区选择问题,提出一种基于坐标轴旋转的俯冲段大斜视SAR波数域成像算法。该算法... 详细信息

由于机动平台成像的复杂性,常规SAR成像方法无法直接应用于俯冲模式下的大斜视成像处理。针对此问题,该文详细分析了俯冲段几何成像模型以及大斜视成像支撑区选择问题,提出一种基于坐标轴旋转的俯冲段大斜视SAR波数域成像算法。该算法根据部分孔径数据提出波数域聚焦处理,并通过坐标轴旋转实现频谱的高利用率,在有效避免了位置域聚焦的大量补零的前提下,保障了成像分辨率,提高了处理效率。仿真和实测数据处理验证了所提算法的有效性。

关键词：合成孔径雷达大斜视俯冲段频谱旋转

基于方位空变斜距模型的大斜视机动平台波数域SAR成像算法

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电子与信息学报 2016年第12期38卷 3166-3173页

作者：董祺杨泽民李震宇孙光才邢孟道西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室西安710071 西安电子科技大学信息感知技术协同创新中心西安710071 中国电子科技集团第二十九研究所成都610036

由于加速度的存在,非线性轨迹的大斜视机动平台的SAR成像是一个亟待研究的问题。传统的斜距模型一般没有考虑加速度带来的点目标方位空变,在加速度存在的情况下难以获得良好的聚焦效果。为了解决加速度带来的影响,该文提出一种带加速度... 详细信息

由于加速度的存在,非线性轨迹的大斜视机动平台的SAR成像是一个亟待研究的问题。传统的斜距模型一般没有考虑加速度带来的点目标方位空变,在加速度存在的情况下难以获得良好的聚焦效果。为了解决加速度带来的影响,该文提出一种带加速度的非线性轨迹的方位空变模型,在此基础上提出一种大斜视波数域成像算法,通过空变滤波函数去除加速度带来的方位调频率变化和多普勒中心空变。最后通过误差分析证明了所提方位空变模型的有效性,并通过仿真对比实验结果证明了所提成像算法的有效性。

关键词：合成孔径雷达大斜视方位空变斜距模型

圆迹SAR子孔径图像序列联合相关DEM提取方法

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系统工程与电子技术 2018年第9期40卷 1939-1944页

作者：张金强索志勇李真芳保铮西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室陕西西安710071

利用圆迹合成孔径雷达(circular synthetic aperture radar,CSAR)子孔径图像序列提取观测场景地形高程模型(digital elevation model,DEM)时,为了利用保持相关性的一段圆弧内所有子孔径图像之间的相关性信息、提高DEM提取精度,提出了联... 详细信息

利用圆迹合成孔径雷达(circular synthetic aperture radar,CSAR)子孔径图像序列提取观测场景地形高程模型(digital elevation model,DEM)时,为了利用保持相关性的一段圆弧内所有子孔径图像之间的相关性信息、提高DEM提取精度,提出了联合相关法。该方法以保持相关性的一段圆弧内所有子孔径图像之间的联合相关系数作为测度函数,提高了测度函数灵敏度。同时,通过将子孔径图像序列向三维空间投影以校正其几何形变,提高了子孔径图像序列间的相关性。实测数据处理结果及分析验证了所提方法的有效性和精确性。

关键词：圆迹合成孔径雷达子孔径图像序列数字高程模型联合相关

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一种X射线脉冲星导航的多普勒频移估计方法

宇航学报 2015年第8期36卷 900-905页

作者：孙海峰包为民薛梦凡方海燕李小平西安电子科技大学空间科学与技术学院西安710071

为了探索脉冲星Doppler导航在近地轨道的应用,建立了近地轨道Doppler频移估计的数学模型,引入RANSAC算法和航天器速度先验信息,改进了时域χ2统计的计算精度和搜索效率,使用RXTE卫星的Crab脉冲星实测数据进行方法校验,最后讨论了影响速... 详细信息

为了探索脉冲星Doppler导航在近地轨道的应用,建立了近地轨道Doppler频移估计的数学模型,引入RANSAC算法和航天器速度先验信息,改进了时域χ2统计的计算精度和搜索效率,使用RXTE卫星的Crab脉冲星实测数据进行方法校验,最后讨论了影响速度测量的主要误差。结果表明:提出的方法能够有效地跟踪航天器速度变化,对于轨道高度为570 km的RXTE卫星,沿脉冲星视线方向的速度估计误差为±110 m/s,加速度估计误差为±0.5 m/s2。

关键词： Doppler频移 RANSAC算法 RXTE卫星 Crab脉冲星

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通用的SAR系统分辨能力评估方法

系统工程与电子技术 2017年第1期39卷 57-63页

作者：王振东陈溅来孙光才邢孟道西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室陕西西安710071 西安电子科技大学信息感知技术协同创新中心陕西西安710071

提出了一种通用的合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)系统分辨能力评估方法,该方法可对复杂轨迹SAR系统(比如圆轨迹,同步轨道卫星和双基地SAR等)的分辨能力进行高效率、高精度评估。首先,推导化简了模糊函数的表达式。接着,根... 详细信息

提出了一种通用的合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)系统分辨能力评估方法,该方法可对复杂轨迹SAR系统(比如圆轨迹,同步轨道卫星和双基地SAR等)的分辨能力进行高效率、高精度评估。首先,推导化简了模糊函数的表达式。接着,根据模糊函数在0^-3dB之间的抛物线形状特性,在满足评估精度的要求下,本文采用四次多项式来近似该模糊函数,进而得到了对SAR系统分辨能力进行评估的解析表达式。最后,圆轨迹、同步轨道卫星以及双基地SAR的仿真实验验证了该方法的有效性。

关键词：合成孔径雷达系统分辨能力模糊函数四次多项式

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基于多普勒谱估计的多通道SAR盲重构方法

系统工程与电子技术 2017年第10期39卷 2203-2208页

作者：李健孙光才左绍山邢孟道西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室陕西西安710071 西安电子科技大学信息感知技术协同创新中心陕西西安710071

方位信号重构是多通道合成孔径雷达(sythetic aperture radar,SAR)成像过程中关键的一个步骤。文中在现有算法的基础上进行改进和扩展,提出了一种基于多普勒谱结构估计的多通道SAR盲重构方法,能够有效解决模糊分量个数和位置变化,导向... 详细信息

方位信号重构是多通道合成孔径雷达(sythetic aperture radar,SAR)成像过程中关键的一个步骤。文中在现有算法的基础上进行改进和扩展,提出了一种基于多普勒谱结构估计的多通道SAR盲重构方法,能够有效解决模糊分量个数和位置变化,导向矢量未知时信号重构的问题。该方法借助Capon谱估计的思想获得混叠多普勒谱的结构图,然后根据结构图构造导向矢量,实现方位信号无模糊重构。所提出的算法能够尽可能保持多普勒谱的完整性,并抑制多普勒谱边缘的噪声。仿真实验验证了所提算法的有效性。

关键词：合成孔径雷达多通道谱估计多普勒模糊

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子场景处理的弹载前斜视SAR时域成像算法

系统工程与电子技术 2017年第5期39卷 1013-1018页

作者：董祺杨泽民孙光才邢孟道西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室陕西西安710071 西安电子科技大学信息感知技术协同创新中心陕西西安710071 航天东方红卫星有限公司北京100091

后向投影(back-projection,BPA)算法能有效应对弹载前斜视合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)成像的两维空变问题,且无需几何投影操作,而其庞大的计算量阻碍其实时应用。针对该问题,提出一种快速时域算法,该算法通过划分场景... 详细信息

后向投影(back-projection,BPA)算法能有效应对弹载前斜视合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)成像的两维空变问题,且无需几何投影操作,而其庞大的计算量阻碍其实时应用。针对该问题,提出一种快速时域算法,该算法通过划分场景和孔径,利用短孔径小场景内距离徙动空变可忽略的特性进行统一的波束形成,提升运算效率。分析了该算法的计算量并与快速后投影(fast back-projection,FBP)算法进行了对比,同时研究了远场假设造成的误差引入。最后通过弹载前斜视SAR成像仿真实验验证了所提算法的效率优势。

关键词：合成孔径雷达弹载前斜视后投影

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裸露起伏地表的BRDF模型

光学学报 2016年第1期36卷 266-273页

作者：黄珣白璐吴振森西安电子科技大学物理与光电工程学院陕西西安710071 西安电子科技大学信息感知技术协同创新中心陕西西安710071

基于数字高程模型,建立起伏地形的三维网格模型。利用坡角及坡向得到坡面像元的平均法向,通过坐标系转换,计算任一坡面在局部坐标系下对应的太阳入射及观测几何。在可见光及近红外波段,考虑遮蔽效应,建立裸露起伏地表的双向反射分布函数... 详细信息

基于数字高程模型,建立起伏地形的三维网格模型。利用坡角及坡向得到坡面像元的平均法向,通过坐标系转换,计算任一坡面在局部坐标系下对应的太阳入射及观测几何。在可见光及近红外波段,考虑遮蔽效应,建立裸露起伏地表的双向反射分布函数(BRDF)模型,并以沙漠地区为例验证了该模型的正确性。研究了沙漠地区地表起伏程度及太阳天顶角对BRDF的影响,结果表明,在太阳几何一定的情况下,不同起伏地形的BRDF随观测方位角的变化呈不对称分布,且近垂直主平面方向的BRDF比近主平面方向整体偏大;对于同一地形,随着太阳天顶角增大,地表BRDF呈减小趋势。此外,随着波长增加,地表BRDF呈增大趋势。

关键词：散射双向反射分布函数数字高程模型裸露地表起伏地形

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基于两维相位编码的距离模糊抑制方法

电子与信息学报 2017年第9期39卷 2190-2196页

作者：李健孙光才景国彬邢孟道西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室西安710071 西安电子科技大学信息感知技术协同创新中心西安710071

该文提出一种基于两维相位编码的距离模糊抑制方法,该方法通过在发射端发射一种两维相位编码的波形,接收端在进行匹配滤波时,距离模糊信号相对于目标信号而言在两维频谱上都会产生偏移。在信号处理阶段,可以针对此频谱差异构造滤波器,... 详细信息

该文提出一种基于两维相位编码的距离模糊抑制方法,该方法通过在发射端发射一种两维相位编码的波形,接收端在进行匹配滤波时,距离模糊信号相对于目标信号而言在两维频谱上都会产生偏移。在信号处理阶段,可以针对此频谱差异构造滤波器,实现对距离模糊能量的有效抑制,降低整个测绘带内的距离模糊比,提高合成孔径雷达(SAR)图像质量。点仿真和面仿真结果都验证了该方法的有效性。

关键词：合成孔径雷达距离模糊距离模糊比相位编码