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双站SAR的海面速度聚束调制机理研究

电子与信息学报 2008年第12期30卷 2840-2843页

作者：余颖王小青朱敏慧肖疆中国科学院电子学研究所微波成像技术国家重点实验室北京100190 中国科学院研究生院北京100049

为了利用双站SAR对海洋进行研究,首先必须正确理解双站SAR对海面成像的调制机理。而速度聚束调制是SAR所特有的调制机理。该文推导出平飞斜视情况下双站SAR图像平面中方位向强度变化表达式,定量地描述了目标方位位置偏移量和方位向分辨... 详细信息

为了利用双站SAR对海洋进行研究,首先必须正确理解双站SAR对海面成像的调制机理。而速度聚束调制是SAR所特有的调制机理。该文推导出平飞斜视情况下双站SAR图像平面中方位向强度变化表达式,定量地描述了目标方位位置偏移量和方位向分辨率的下降程度。并在线性近似条件下,求得双站SAR的线性速度聚束调制传递函数。通过仿真分析,定性地给出载机观测条件对双站SAR海浪线性成像范围大小的影响。

关键词：双站SAR 海面速度聚束调制观测条件

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基于SAR图像速度聚束调制的海浪反演研究

海洋学报 2021年第12期43卷 111-121页

作者：许荞晖张彦敏王运华中国海洋大学信息科学与工程学院山东青岛266100 青岛海洋科学与技术试点国家实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室山东青岛266237

本文首先对合成孔径雷达(SAR)海浪成像中的3种调制(倾斜调制、流体力学调制与速度聚束调制)的影响进行了对比分析,结果显示:速度聚束调制对SAR图像的影响最为显著。另外,由于SAR图像中固有相干斑噪声的存在,较低波数范围的噪声难以滤除... 详细信息

本文首先对合成孔径雷达(SAR)海浪成像中的3种调制(倾斜调制、流体力学调制与速度聚束调制)的影响进行了对比分析,结果显示:速度聚束调制对SAR图像的影响最为显著。另外,由于SAR图像中固有相干斑噪声的存在,较低波数范围的噪声难以滤除或抑制,利用经典MPI方法反演海浪谱会造成低波数范围谱值偏大。基于此,本文借鉴经典MPI海浪谱反演算法,建立了基于速度聚束调制的海浪方位向斜率谱和有效波高的反演算法。通过将经典MPI方法、同极化调制法及本文算法等3种海浪反演方法所得有效波高与浮标数据进行比较,结果显示:本文方法反演得到的海浪有效波高与浮标数据获得的有效波高之间的均方误差为0.79 m,为3种方法中最小。

关键词：速度聚束调制海浪反演相干斑噪声有效波高

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浅海水下地形SAR成像的速度聚束调制

信息与电子工程 2011年第6期9卷 684-688页

作者：王珂洪峻明峰张林涛中国科学院空间信息处理与应用系统技术重点实验室中国科学院电子学研究所北京100190 中国科学院研究生院北京100049 中国科学院电子学研究所微波成像技术国家级重点实验室

速度聚束调制是浅海水下地形合成孔径雷达(SAR)成像的关键理论,文中对其进行了深入研究。首先从多普勒频移观点论述了速度聚束调制,然后从海浪运动观点,对速度聚束调制重新进行理论推导,指出了两种观点得到结果的异同。最后由理论推导,... 详细信息

速度聚束调制是浅海水下地形合成孔径雷达(SAR)成像的关键理论,文中对其进行了深入研究。首先从多普勒频移观点论述了速度聚束调制,然后从海浪运动观点,对速度聚束调制重新进行理论推导,指出了两种观点得到结果的异同。最后由理论推导,证明了雷达参数之间需要满足一定的约束条件,才能保证速度聚束调制的准确性。本研究为SAR海洋遥感系统的设计提供了参考。

关键词：浅海水下地形 SAR成像速度聚束调制

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粗糙海面的散射回波与大斜视SAR成像研究

粗糙海面的散射回波与大斜视SAR成像研究

作者：关文涛延安大学

学位级别：硕士

复杂海洋环境下的散射回波与SAR成像研究在海洋遥感、海洋资源探索、目标的探测识别等领域具有重要意义。SAR作为一种高分辨率的微波探测设备,具有在复杂环境下获取目标二维图像信息的能力,通过解析复杂海洋环境的SAR图像帮助人们充分... 详细信息

复杂海洋环境下的散射回波与SAR成像研究在海洋遥感、海洋资源探索、目标的探测识别等领域具有重要意义。SAR作为一种高分辨率的微波探测设备,具有在复杂环境下获取目标二维图像信息的能力,通过解析复杂海洋环境的SAR图像帮助人们充分理解海洋的复杂散射机理,基于此,本文主要研究复杂海洋环境中的海面电磁散射、海面SAR成像的各种影响因素以及电大尺寸海面的大斜视SAR成像的仿真问题,建立了高海况下的电磁散射模型和海面大斜视SAR的成像算法,并对海面SAR成像进行了仿真模拟。论文主要研究内容如下:1、分析了海面的三种散射机制,小入射角情况下的镜向反射机制、中等入射角情况下的Bragg散射机制以及掠入射情况下的其他散射机制。基于Fuks微扰理论和基尔霍夫近似理论,研究了优化的海面面元散射场模型,仿真验证了该模型的正确性。详细的分析了不同波段海水的介电常数和海面散射系数随海水温度和盐度的变化情况,进行了不同波段海面的散射系数的比较。2、分析介绍了海面SAR的成像的速度聚束调制机理,然后重点分析了风速、流体力学调制、速度聚束调制等因素对单双站海面SAR成像的影响,最后基于非线性Creamer模型、优化的海面面元散射场模型和破碎波理论,建立了高海况下完整的电磁散射模型,并重点研究不同风速下海面的破碎点分布以及在掠入射情况下考虑破碎波与否对HH极化和VV极化下的海面单双站SAR成像的影响。3、研究了电大尺寸海面的大斜视SAR成像仿真,首先对斜视SAR的回波信号进行了分析,然后推导了雷达的瞬时斜距方程四阶泰勒级数展开式,最后基于海浪的速度聚束调制机理及雷达高阶项的斜距方程,建立了适用于处理大斜视下海面SAR的成像算法,并进行大场景大斜视的海面SAR成像仿真。

关键词：海面 SAR成像不同波段速度聚束调制大斜视

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海面风浪SAR成像仿真研究

海洋湖沼通报 2019年第6期 41-47页

作者：王运华于越张彦敏中国海洋大学信息科学与工程学院山东青岛266100 青岛海洋科学与技术国家实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室山东青岛266100

对于SAR风浪图像而言,速度聚束调制常导致图像中散射面元沿方位向产生位置交叠,从而引起强烈非线性特征,难于仿真;另外,SAR图像强度是由雷达飞行过程中多次观测所得的散射回波相干叠加获得,然而,传统SAR海浪图像仿真方法中并未考虑该相... 详细信息

对于SAR风浪图像而言,速度聚束调制常导致图像中散射面元沿方位向产生位置交叠,从而引起强烈非线性特征,难于仿真;另外,SAR图像强度是由雷达飞行过程中多次观测所得的散射回波相干叠加获得,然而,传统SAR海浪图像仿真方法中并未考虑该相干叠加过程。为了解决第一个问题,文中首先应用线性滤波法对海浪运动引起的速度聚束效应进行仿真,统计方位向各像素位置处发生交叠的散射面元数目,并将各散射面元回波进行非相干叠加。针对第二个问题,本文则根据海面微波散射场时间序列的相位差近似满足高斯分布这一事实,将雷达沿方位向飞行过程中不同时刻所得的散射场引入满足高斯分布的随机相位,进而再将方位向不同时刻散射场进行相干叠加。最后通过将仿真所得SAR图像的强度分布与经验分布函数进行比较,初步检验了本文仿真方法的可行性,同时还分别分析了风速、风向、速度聚束调制等因素对仿真SAR图像的影响。

关键词：风浪 SAR图像速度聚束调制仿真相干叠加

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轨道运动对BiSAR海浪成像的影响

海洋通报 2010年第6期29卷 613-616页

作者：杨永红林明陆南江苏科技大学电子与信息学院江苏镇江212003

速度聚束调制是研究BiSAR海浪成像机理的一个重要方面,而海浪的轨道运动是速度聚束调制产生的根源。在平飞非等速情况下,本文以单色波为例,建立了含有轨道速度和加速度扰动的海面回波模型,推导了BiSAR海浪图像强度的表达式。当收发平台... 详细信息

速度聚束调制是研究BiSAR海浪成像机理的一个重要方面,而海浪的轨道运动是速度聚束调制产生的根源。在平飞非等速情况下,本文以单色波为例,建立了含有轨道速度和加速度扰动的海面回波模型,推导了BiSAR海浪图像强度的表达式。当收发平台取适当的参数时,数值计算表明BiSAR是可以对一定条件下的海浪成像,并比较了单站SAR和双站SAR海浪图像的异同点。

关键词：双站SAR 速度聚束调制海浪

基于SFS技术的全极化SAR图像海浪反演机制

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武汉理工大学学报（信息与管理工程版） 2015年第3期37卷 259-263页

作者：谢涛方贺陈伟赵尚卓于文金南京信息工程大学海洋科学学院江苏南京210044 武汉理工大学自动化学院湖北武汉430070

从机理上对基于阴影恢复形状技术(shape from shading,SFS)全极化SAR海浪谱反演方法的可行性进行了理论论证。结果表明,利用全极化SAR图像计算方位角漂移时,实际上隐含了速度聚束调制。除方位角处于90°附近很窄范围内的情形,流体动力... 详细信息

从机理上对基于阴影恢复形状技术(shape from shading,SFS)全极化SAR海浪谱反演方法的可行性进行了理论论证。结果表明,利用全极化SAR图像计算方位角漂移时,实际上隐含了速度聚束调制。除方位角处于90°附近很窄范围内的情形,流体动力学调制机制的影响可以忽略。通过对比不同极化模式数值模拟结果发现,将HH极化图像强度应用于SFS技术公式时,比采用VV极化图像强度所得的结果精度高,特别是在方位角ψ值较大时,采用HH极化SAR图像的优势更为明显。

关键词：阴影恢复形状技术合成孔径雷达海浪反演雷达散射截面速度聚束调制