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超宽带sar子孔径NCS实时成像算法

信号处理 2008年第3期24卷 390-394页

作者：王建薛国义周智敏宋千国防科技大学电子科学与工程学院湖南长沙410073

本文提出了一种适用于超宽带sar实时成像的子孔径非线性CS(Nonlinear Chirp Scaling)算法,该算法利用方位向信号分量的时间和频率的锁定关系,在时域中互不重叠地划分子孔径,大大降低了系统存储量和运算量的需求,并采用时域加权方法将非... 详细信息

本文提出了一种适用于超宽带sar实时成像的子孔径非线性CS(Nonlinear Chirp Scaling)算法,该算法利用方位向信号分量的时间和频率的锁定关系,在时域中互不重叠地划分子孔径,大大降低了系统存储量和运算量的需求,并采用时域加权方法将非重叠子孔径划分造成的假目标抑制到-31dB;此外,将MD自聚焦技术融入子孔径结构中,实现对大孔径复杂运动误差的有效补偿。仿真数据和实际数据验证了该算法的有效性。

关键词：超宽带sar 子孔径 NCS算法运动补偿

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超宽带sar图像道路提取技术研究

超宽带SAR图像道路提取技术研究

作者：卫蒙国防科学技术大学

学位级别：硕士

超宽带sar作为一种信息获取的手段,在国防、民用等领域有着十分重要的应用。超宽带sar图像的解译是项非常重要的工作,与数据的获取能力相比,超宽带sar图像的处理技术发展相对滞后,不能满足实际应用要求,迫切需要解决。本文主要研究了... 详细信息

超宽带sar作为一种信息获取的手段,在国防、民用等领域有着十分重要的应用。超宽带sar图像的解译是项非常重要的工作,与数据的获取能力相比,超宽带sar图像的处理技术发展相对滞后,不能满足实际应用要求,迫切需要解决。本文主要研究了超宽带sar图像道路提取技术。同大多数有效的道路提取技术一样,本文把超宽带sar图像的道路提取也建立在了对图像线特征的提取上,工作分为边缘检测、线基元提取、线基元组织、后期处理等步骤。在借鉴的基础上,对传统高波段sar图像道路提取技术进行了必要的修改,形成了一套适合于超宽带sar道路提取的技术。但因超宽带sar图像与高波段sar图像在道路提取技术上的不同主要体现在边缘检测方面,所以本文的相当一部分工作集中在对边缘检测技术的研究上。本文主要工作内容如下: (1)通过对超宽带sar图像边缘检测结果的研究分析,指出了由于杂波模型不精确以及超宽带sar图像的弱对比度特性,使得现有sar图像边缘检测算法在应用于超宽带sar图像时检测性能会降低。因此,文中提出了两种适合于超宽带sar图像的边缘检测算子:基于数学形态法和基于改进多方向模板法。基于数学形态法的边缘检测算子由于不需要对图像杂波建模以及算法简单,所以检测虚警率低,边缘定位精度高,处理时间短,但对弱对比度边缘的检测率不高。基于改进多方向模板的边缘检测算子在原算子的基础上引入了图像分割、自适应窗检测和方向形态学处理,使得算法同时拥有低的虚警率和较高的弱对比度边缘检测率。 (2)基于方向形态学“闭-填充-开运算”技术,提出了一种新的细化算法。该算法在细化时结合了图像的梯度相位信息,使得细化后的边缘更光滑,方向性更好,因此更利用后续的道路提取处理。 (3)在比较了两类经典线基元提取方法:RT法、相位编组法的各自特点后,选取了一种基于连通域的RT方法完成线基元提取。为了减少处理时间,在实际应用中简化了处理流程。通过对错误的线基元提取结果分析,指出毛刺的存在会降低线基元提取精度,进而提出了一种快速有效的去毛刺方法。 (4)在分析线基元组织过程中出现错误连接的原因后,对基于遗传理论的线基元组织方法进行了改进。改进后的算法完善了适应度函数,引入了“二次搜索”概念和避免交叉连接的准则,从而提高了线基元连接正确率。 (5)研究了道路的位置调整方法和鉴别方法。针对基于蛇模型理论的位置调整算法处理时间较长的缺点,提出了一种新的位置调整算法。该算法以边缘去毛刺后的结果为参考图,结合了图像的边缘强度信息,算法处理时间短,位置调整结果令人满意。 (6)整合边缘检测、线基元提取、线基元组织、后期处理等四个步骤中的研究方法,提出了一套适合于超宽带sar图像的道路提取方法,并对超宽带sar实际图像进行了道路提取,证明了所提方法的有效性。

关键词：超宽带sar 道路提取边缘检测 RT 遗传算法

数学形态法在超宽带sar道路边缘检测中的应用

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中国图象图形学报 2010年第10期15卷 1555-1560页

作者：卫蒙常文革国防科技大学电子科学与工程学院长沙410073

超宽带sar由于杂波模型多样化,当使用传统的基于单一杂波统计模型进行边缘检测时容易造成虚警高,定位精度差,边缘不连续,处理时间长等问题。基于数学形态学思想,提出了一种多方向多尺度结构元素的二值形态学边缘检测算法,先对原始图像... 详细信息

超宽带sar由于杂波模型多样化,当使用传统的基于单一杂波统计模型进行边缘检测时容易造成虚警高,定位精度差,边缘不连续,处理时间长等问题。基于数学形态学思想,提出了一种多方向多尺度结构元素的二值形态学边缘检测算法,先对原始图像进行二值化处理,再运用多方向多尺度结构元素进行循环闭-开形态运算得到多个方向结果图,最后将各方向结果图进行融合得到最终的图像边缘。与传统边缘检测算法的对比实验表明,本文提出的算法由于采用了多尺度结构元素并且结合了图像的灰度信息,图像边缘检测虚警低,定位精确,耗时短,边缘更连续。

关键词：超宽带sar 边缘检测数学形态学多结构元素

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一种适用于超宽带sar的改进的RDM算法

信号处理 2008年第1期24卷 91-94页

作者：薛国义周智敏王建长沙国防科技大学电子科学与工程学院长沙410073

RDM算法本质上是一种适合于高波段窄带sar的算法,低波段超宽带sar的长合成孔径、大距离迁徙的特点使得传统的RDM算法不再适用。本文首先分析了大距离迁徙对RDM算法的影响,在此基础上提出了一种改进的适合于超宽带sar的扩展的RDM算法(ERD... 详细信息

RDM算法本质上是一种适合于高波段窄带sar的算法,低波段超宽带sar的长合成孔径、大距离迁徙的特点使得传统的RDM算法不再适用。本文首先分析了大距离迁徙对RDM算法的影响,在此基础上提出了一种改进的适合于超宽带sar的扩展的RDM算法(ERDM),通过将正侧视sar的长孔径等效成多个斜视模式sar孔径的合成和距离弯曲(RC- MC)校正,有效地克服了超宽带sar大距离迁徙和调频率非常数带来的不利影响。最后,通过计算机点目标仿真,验证了本文提出的算法的有效性。

关键词： RDM 超宽带sar ERDM

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叶簇穿透超宽带sar成像算法研究

叶簇穿透超宽带SAR成像算法研究

作者： Shadi Khashashneh 哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

合成孔径雷达（sar）在遥感领域具有广泛的应用,其中地表成像更是受到军方和民事用户的共同关注。成像场景尺寸取决于刈幅大小和仰角上的天线波束宽度,而sar系统的成像分辨率是雷达系统带宽和天线波束宽度的函数。于是,sar系统可以分为... 详细信息

合成孔径雷达（sar）在遥感领域具有广泛的应用,其中地表成像更是受到军方和民事用户的共同关注。成像场景尺寸取决于刈幅大小和仰角上的天线波束宽度,而sar系统的成像分辨率是雷达系统带宽和天线波束宽度的函数。于是,sar系统可以分为两大类:窄带、窄波速（NB）sar和宽带宽波速（WB）sar。所谓超宽带,一是指绝对宽带,二是指相对比值较大的宽带,即带宽值超过中心频率一定比值。同样,超宽波束可以指较宽的天线波束宽度,或者指经过处理后得到宽合成角度（时间）。因此超宽带sar利用相对宽带信号和宽天线波束可以进行大场景和/或高分辨成像。本论文研究了超宽带sar系统的成像问题。在时域和频域研究和评估了不同的sar成像算法及其在超宽带sar数据处理的适用性。提出了三种基于匹配滤波器成像方程的波形重建算法并进行了仿真。它们在性能和精度方面的不同,决定了其实际应用场合。接着,提出了称为反投影的第四种算法并与最好的波形重建算法（该算法计算量小）进行了相对比较。由于时域成像算法在处理运动补偿、不受限的成像场景以及本地处理等方面具有较好的性能,因此在超宽带sar数据处理方面应该优先考虑时域成像算法。最后,仿真了一种沿航迹单脉冲sar系统,该系统种可以利用单站和双站sar数据信号来检测叶簇覆盖下的动目标,并对该系统的性能进行了分析。

关键词：超宽带sar 叶簇穿透反投影沿航迹sar

后向投影算法和距离迁移算法在超宽带sar聚焦中的比较

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电子技术（上海） 2008年第11期35卷 53-55页

作者：杨辉朱国富国防科学技术大学电子科学与工程学院

由于具有大的带宽和大的积累孔径,超宽带sar对成像处理有更高的要求。适合超宽带sar数据聚焦的典型算法有:时域的后向投影(BP)算法和波数域的距离迁移(RM)算法。通过对BP算法和RM算法的理论推导,从原理上说明了两种算法的一致性。最后... 详细信息

由于具有大的带宽和大的积累孔径,超宽带sar对成像处理有更高的要求。适合超宽带sar数据聚焦的典型算法有:时域的后向投影(BP)算法和波数域的距离迁移(RM)算法。通过对BP算法和RM算法的理论推导,从原理上说明了两种算法的一致性。最后分别利用这两种算法对计算机仿真数据和实测数据进行成像,验证了这两种算法对超宽带sar数据成像的有效性。

关键词：超宽带sar BP算法 RM算法

距离迁移成像算法在超宽带sar成像中的应用

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雷达科学与技术 2004年第1期2卷 29-32页

作者：姜忠良周智敏常文革国防科技大学电子科学与工程学院湖南长沙410073

超宽带sar是一种新体制雷达 ,在成像处理方面有特殊要求。本文详细介绍了距离迁移算法 ,对其每一个处理流程进行了详尽的分析 ,并进行了计算机仿真。

关键词：距离迁移算法超宽带sar 成像处理计算机仿真

阿基米德螺旋天线的群延迟和UWB-sar系统延迟的补偿研究

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国防科技大学学报 2008年第1期30卷 57-62页

作者：王建周智敏宋千国防科技大学电子科学与工程学院湖南长沙410073

将Archimedean天线的群延迟分为色散部分和非色散部分。利用Archimedean螺旋线的几何特性揭示了其固有的色散特性,有效地解决了该类天线群延迟未知情况下的补偿问题;将天线群延迟的非色散部分等效为附加系统延迟,利用定标体形成的曲线特... 详细信息

将Archimedean天线的群延迟分为色散部分和非色散部分。利用Archimedean螺旋线的几何特性揭示了其固有的色散特性,有效地解决了该类天线群延迟未知情况下的补偿问题;将天线群延迟的非色散部分等效为附加系统延迟,利用定标体形成的曲线特征,提出了一种基于Hough变换(HT)的延迟系统估计方法,并利用曲线的对称性降低HT的维数,提高估计速度。轨道超宽带sar数据的处理结果验证了所提方法的有效性。

关键词：阿基米德螺旋天线色散补偿超宽带sar Hough变换

一种超宽带10GHz微波光子雷达包络与相位联合运动误差估计方法

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电子与信息学报 2019年第5期41卷 1069-1076页

作者：陈潇翔邢孟道孙光才景国彬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

由于运动误差严重的2维空变性,对于10 GHz超宽带微波光子sar,传统的直接从相位进行运动误差估计的方法估计精度不高。因此,该文提出一种包络与相位联合的超高分辨运动误差估计方法,能够在没有惯导信息时实现运动误差的精确估计。该方法... 详细信息

由于运动误差严重的2维空变性,对于10 GHz超宽带微波光子sar,传统的直接从相位进行运动误差估计的方法估计精度不高。因此,该文提出一种包络与相位联合的超高分辨运动误差估计方法,能够在没有惯导信息时实现运动误差的精确估计。该方法首先在距离徙动矫正(RCMC)之前,通过对包络对齐算法(RAA)提取的包络信息采用最小二乘算法(LSA)与梯度下降算法(GDA)获得近似的3维运动误差。接着,对粗补偿与RCMC之后的数据,先消除方位相位空变,然后采用两维空变的相位误差估计方法获得剩余运动误差的精确估计。仿真和车载微波光子雷达实测数据验证了该方法的有效性。

关键词：超宽带sar 超高分辨sar 空变运动误差估计微波光子雷达成像车载sar