高速俯冲三维线阵合成孔径雷达空变相位补偿及聚焦处理

1

作者 刘璨 谭鸽伟 《兵工学报》 北大核心 2025年第6期344-355,共12页

三维线阵合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)与高速平台相结合,可实现极限场景下的成像。但要完成该体制下的SAR成像,要克服因其高速度、大加速度所带来的更复杂的距离徙动和空变特性。提出适用于高速平台三维线阵SAR的回波信... 三维线阵合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)与高速平台相结合,可实现极限场景下的成像。但要完成该体制下的SAR成像,要克服因其高速度、大加速度所带来的更复杂的距离徙动和空变特性。提出适用于高速平台三维线阵SAR的回波信号模型及斜距模型,并利用隐函数求导的方法实现对三维频谱的求取。为了均衡方位向及跨航向空变调制相位,利用最小二乘拟合方法进行方位向和跨航向的二维重采样操作,完成对该两个维度上空变相位误差的补偿。研究结果表明,新提出的基于最小二乘拟合的补偿算法能有效去除空变相位误差对成像的影响,提高了在高速场景下三维线阵SAR的成像性能,仿真实验验证了新算法的有效性。 展开更多

关键词 合成孔径雷达 三维线阵 前视成像 高速平台 空变相位误差补偿 最小二乘拟合

在线阅读 下载PDF 职称材料

多子阵SAS方位空变运动补偿子孔径算法

2

作者 田振 张森 +1 位作者 庞立伟 唐劲松 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期3293-3302,共10页

为解决方位空变的侧摆和偏航误差存在情形下合成孔径声纳的快速运动补偿与成像问题,提出一种多子阵合成孔径声纳方位空变运动补偿子孔径算法。首先,建立运动误差存在情形下的双程距离历程模型,并利用泰勒级数展开对双根号形式距离历程... 为解决方位空变的侧摆和偏航误差存在情形下合成孔径声纳的快速运动补偿与成像问题,提出一种多子阵合成孔径声纳方位空变运动补偿子孔径算法。首先,建立运动误差存在情形下的双程距离历程模型,并利用泰勒级数展开对双根号形式距离历程进行近似;然后,利用子孔径运动补偿和单基等效处理,将含有方位空变的侧摆和偏航误差的多子阵回波数据转换为理想的单阵回波数据;最后,利用经典的单阵频域逐线成像算法,实现快速运动补偿和高分辨成像。仿真实验与实测数据成像结果均验证了所提算法的有效性。 展开更多

关键词 运动补偿 合成孔径声纳 子孔径算法 成像算法 方位空变

在线阅读 下载PDF 职称材料

多子阵合成孔径声呐6阶方位空变运动补偿快速算法

3

作者 田振 钟何平 唐劲松 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期2150-2159,共10页

为解决6自由度运动误差存在情形下的多子阵合成孔径声呐快速运动补偿与成像问题,本文提出一种多子阵合成孔径声呐6阶方位空变运动补偿快速算法。在考虑6自由度运动误差随方位时间6阶空变特性的基础上,对双根号形式距离历程进行泰勒级数... 为解决6自由度运动误差存在情形下的多子阵合成孔径声呐快速运动补偿与成像问题,本文提出一种多子阵合成孔径声呐6阶方位空变运动补偿快速算法。在考虑6自由度运动误差随方位时间6阶空变特性的基础上,对双根号形式距离历程进行泰勒级数展开并保留至6阶项,进而推导得到严格解析的点目标响应二维谱,通过对传统四阶模型的距离多普勒算法进行改进,同时实现了6自由度运动误差的快速补偿和图像重建。仿真分析和实测数据成像结果表明了所提算法的有效性和高效率,可为大场景宽测绘带多子阵合成孔径声呐快速运动补偿和高分辨成像提供理论依据。 展开更多

关键词 合成孔径声呐 多子阵 运动补偿 成像算法 运动误差 距离多普勒算法 方位空变 6阶模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

星载滑动聚束SAR成像模型误差校正方法研究 被引量：11

4

作者 韩冰 张永军 +1 位作者 胡东辉 黄丽佳 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期1694-1699,共6页

合成孔径雷达(SAR)滑动聚束模式是介于传统条带模式和聚束模式之间的成像模式。该文针对高分辨率宽覆盖星载滑动聚束SAR合成孔径时间和一次成像时间均较长的特点,分析了由此引发的传统等效距离模型精度不足以及模型参数沿方位向时变性... 合成孔径雷达(SAR)滑动聚束模式是介于传统条带模式和聚束模式之间的成像模式。该文针对高分辨率宽覆盖星载滑动聚束SAR合成孔径时间和一次成像时间均较长的特点,分析了由此引发的传统等效距离模型精度不足以及模型参数沿方位向时变性显著的问题。借鉴机载SAR运动补偿理论,提出了利用星载滑动聚束SAR"非匀速直线运动"引起的到虚拟转动点距离误差来校正方位时变模型参数的方法,并相应给了判断是否需要校正的依据;针对校正后数据中孔径内残留的等效距离模型三次误差,提出了在多普勒域内的统一补偿的方法;结合上述模型误差校正方法,重新定义了滑动聚束DCS算法中的CS因子,给出了处理流程。最后,用计算机仿真实验验证了模型校正方法的有效性。 展开更多

关键词 星载SAR 滑动聚束 模型校正 方位时变 运动补偿

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种用于宽带机载SAR的空变相位误差补偿算法 被引量：6

5

作者 孟大地 丁赤飚 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第10期2375-2378,共4页

该文提出了一种用于机载合成孔径雷达(SAR)的方位向空变相位误差补偿算法。传统的机载SAR运动补偿技术只补偿方位向相位误差的空不变分量,而常常忽略空变分量。对于高分辨率宽带SAR,传统的运动补偿算法由于没有补偿空变相位误差,不能满... 该文提出了一种用于机载合成孔径雷达(SAR)的方位向空变相位误差补偿算法。传统的机载SAR运动补偿技术只补偿方位向相位误差的空不变分量,而常常忽略空变分量。对于高分辨率宽带SAR,传统的运动补偿算法由于没有补偿空变相位误差,不能满足分辨率要求。该文提出的子孔径算法通过在距离-多普勒域将SAR数据分为若干子孔径,每个子孔径数据进行单独的相位误差补偿,从而实现了空变相位误差的补偿。在传统的运动补偿处理中嵌入该算法可以大大提高SAR图像方位向分辨率。 展开更多

关键词 合成孔径雷达 运动补偿 空变相位误差

在线阅读 下载PDF 职称材料

结合子孔径NCS算法和运动补偿的机载UWB SAR实时处理 被引量：2

6

作者 严少石 周智敏 李悦丽 《信号处理》 CSCD 北大核心 2011年第11期1680-1686,共7页

低频机载UWB SAR实现高分辨成像需要大积累角和长孔径,实时成像面临大数据量和大运算量的挑战;此外,较长的孔径时间内载机运动比较复杂,增加了实时运动补偿的难度。本文讨论了机载UWB SAR实时成像的子孔径NCS算法,分析了其降低数据量和... 低频机载UWB SAR实现高分辨成像需要大积累角和长孔径,实时成像面临大数据量和大运算量的挑战;此外,较长的孔径时间内载机运动比较复杂,增加了实时运动补偿的难度。本文讨论了机载UWB SAR实时成像的子孔径NCS算法,分析了其降低数据量和提高成像精度的改进措施;然后讨论了基于运动测量数据的实时运动补偿方案,利用实时PRI调整补偿前向运动误差,并在实时成像流程中嵌入视线运动误差补偿环节。在上述分析的基础上,提出了结合子孔径NCS算法和运动补偿的机载UWB SAR实时处理流程。最后,给出了实际飞行实验中机载UWB SAR的实时处理结果,证明本文所提流程可以满足机载UWB SAR处理实时性以及处理精度的要求。 展开更多

关键词 机载UWB SAR 子孔径NCS算法 实时PRI调整 方位空变运动补偿

在线阅读 下载PDF 职称材料

超高分辨率机载聚束SAR空变运动误差校正 被引量：2

7

作者 韩冰 丁赤飚 +1 位作者 梁兴东 李道京 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期1249-1252,共4页

该文分析了机载聚束式合成孔径雷达(SAR)运动误差的空变性,推导了空变的运动误差与聚束扫描角度、照射区域大小及天线下视角等参数之间的定量关系,针对超高分辨率机载聚束SAR成像运动误差空变效应明显的问题,提出一种基于chirp扰动的距... 该文分析了机载聚束式合成孔径雷达(SAR)运动误差的空变性,推导了空变的运动误差与聚束扫描角度、照射区域大小及天线下视角等参数之间的定量关系,针对超高分辨率机载聚束SAR成像运动误差空变效应明显的问题,提出一种基于chirp扰动的距离重采样新方法,并结合图像方位分块处理技术构建了比较完善的运动补偿方案,以弥补传统运动补偿方法在超高分辨率机载SAR成像中的不足。最后,用仿真实验验证了方案的有效性。 展开更多

关键词 机载聚束SAR 超高分辨率 空变运动误差 距离重采样 图像分块

在线阅读 下载PDF 职称材料

弹载曲线轨迹双基SAR反向滤波PFA成像与图像畸变校正算法 被引量：4

8

作者 邓欢 李亚超 +2 位作者 梅海文 全英汇 邢孟道 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第11期2638-2644,共7页

在弹载曲线轨迹双基SAR成像中,三轴速度与加速度降低了传统的双基等效斜距模型精度,也使得基于匀速直线平飞轨迹模型的极坐标格式算法(PFA)不再适用。受双平台加速度引入的空变运动误差影响,传统的分子块补偿方法会造成图像子块间地物... 在弹载曲线轨迹双基SAR成像中,三轴速度与加速度降低了传统的双基等效斜距模型精度,也使得基于匀速直线平飞轨迹模型的极坐标格式算法(PFA)不再适用。受双平台加速度引入的空变运动误差影响,传统的分子块补偿方法会造成图像子块间地物景象不连续问题,影响后续的图像匹配应用。针对这些问题,该文提出一种新的双基SAR成像算法——反向滤波PFA算法(BFPFA),该算法是基于改进的通用化双基等效斜距模型(IGBERM),利用PFA插值将频谱投影到地距平面,通过构建空变相位误差与图像畸变联合补偿滤波器,并采用反向映射插值,实现在斜地转换过程中对运动误差、波前弯曲与图像畸变进行局部联合补偿,获得的无畸变双基SAR地距图更有利于后续的图像匹配应用。最后,仿真实验验证了所提算法的有效性。 展开更多

关键词 弹载双基SAR 等效斜距模型 双基极坐标格式算法 空变运动误差 畸变校正

在线阅读 下载PDF 职称材料

UWB SAR视线运动误差补偿的新方法 被引量：2

9

作者 赖涛 黄晓涛 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2005年第6期20-23,共4页

由于工作在UHF/VHF波段的超宽带合成孔径雷达(SAR)具有大波束角,载机运动误差将导致回波相位误差的空变效应,传统窄带的运动补偿方法已不再适应这种情况。基于宽带大波束角的特点,并考虑大测绘带的情况,对回波相位误差的空变效应进行了... 由于工作在UHF/VHF波段的超宽带合成孔径雷达(SAR)具有大波束角,载机运动误差将导致回波相位误差的空变效应,传统窄带的运动补偿方法已不再适应这种情况。基于宽带大波束角的特点,并考虑大测绘带的情况,对回波相位误差的空变效应进行了定量分析,并在此基础上提出一种方位向和距离向相结合的二阶补偿方法。其主要思想是:对距离压缩数据在方位向和距离向分别进行分块,在子块内根据目标回波多普勒频率与目标相对载机位置的一一对应关系,并利用视线误差随距离变化的特性,获取准确的相位补偿因子,以补偿空变相位误差。仿真实验证明该方法具有良好的补偿效果,成像质量显著改善。 展开更多

关键词 超宽带合成孔径雷达 视线误差 空变效应 运动补偿

在线阅读 下载PDF 职称材料

SAR成象对方位向运动补偿的要求 被引量：2

10

作者 曹福祥 袁建平 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第2期332-335,共4页

载体偏离匀速直线运动的运动误差是合成孔径雷达成象的基本困难之一。本文根据回波信号压缩波形的主瓣偏移、二次相位误差、三次相位误差以及积分旁瓣比等图象质量指标最大允许值 ,通过详细推导给出了当方位向存在复杂运动误差时带状正侧视

关键词 合成孔径雷达 运动补偿 定量分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

SAS角运动补偿仿真研究 被引量：1

11

作者 朱三文 胡金华 +1 位作者 唐劲松 张森 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第20期6564-6567,共4页

合成孔径声呐是具有距离和方位二维高分辨特性的成像声呐,运动补偿是合成孔径声呐成像的一个重要环节。在分析了多子阵SAS阵元角运动基础上,给出了空间角运动引起的空变相位误差的补偿方法。补偿算法首先将宽测绘带回波数据在距离向分块... 合成孔径声呐是具有距离和方位二维高分辨特性的成像声呐,运动补偿是合成孔径声呐成像的一个重要环节。在分析了多子阵SAS阵元角运动基础上,给出了空间角运动引起的空变相位误差的补偿方法。补偿算法首先将宽测绘带回波数据在距离向分块,然后依照等效相位中心相对每个距离块中心线视线偏移对回波数据进行补偿。仿真结果表明补偿算法可有效补偿由多子阵空间角运动误引起的空变相位误差。 展开更多

关键词 多子阵 合成孔径声呐 角运动 运动补偿 等效相位中心 空变相位误差

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于SPGA算法的低频超宽带SAR运动补偿方法

12

作者 安道祥 王亮 +1 位作者 黄晓涛 周智敏 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期260-265,共6页

对已经初步聚焦的低频超宽带(ultra-wideband,UWB)合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)图像进行基于图像域的相位误差补偿,可进一步提高图像聚焦质量。依据UWB SAR运动误差模型,提出了基于条带式相位梯度自聚焦(strip phase gra... 对已经初步聚焦的低频超宽带(ultra-wideband,UWB)合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)图像进行基于图像域的相位误差补偿,可进一步提高图像聚焦质量。依据UWB SAR运动误差模型,提出了基于条带式相位梯度自聚焦(strip phase gradient autofocus,SPGA)算法的相位误差补偿方法。该方法有效地补偿大合成孔径、宽测绘带低频UWB SAR图像中的二维空变相位误差。仿真和实测数据处理结果验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 超宽带 合成孔径雷达 条带式相位梯度自聚焦算法 空变相位误差补偿

在线阅读 下载PDF 职称材料

UWB机载SAR方位空变误差精确补偿方法

13

作者 邓海涛 《信号处理》 CSCD 北大核心 2014年第2期221-226,共6页

超宽带SAR高分辨成像需要较大的方位积累角,在宽波束情况下,机载平台的侧向扰动误差相对不同方位波束的目标存在较大的差异,即误差在存在方位空变性。成像过程中方位空变误差补偿非常困难,严重影响成像质量。本文提出了一种新的方位空... 超宽带SAR高分辨成像需要较大的方位积累角,在宽波束情况下,机载平台的侧向扰动误差相对不同方位波束的目标存在较大的差异,即误差在存在方位空变性。成像过程中方位空变误差补偿非常困难,严重影响成像质量。本文提出了一种新的方位空变误差精确补偿方法,该方法利用回波方位谱与波束方位角的对应关系,采用DFT变换和运动误差补偿相结合,在回波方位谱形成时对不同方位角目标的误差精确补偿。经过仿真和实测试验数据验证,该方法在较大运动误差环境下,能有效补偿方位空变误差。结果证明该方法可以实现超宽带SAR的精确成像。 展开更多

关键词 运动误差 方位谱形成 方位空变误差 运动补偿

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种SAR两维自聚焦算法的FPGA实现 被引量：7

14

作者 郭江哲 朱岱寅 毛新华 《雷达学报（中英文）》 CSCD 2016年第4期444-452,共9页

为实时完成合成孔径雷达(SAR)散焦图像的自聚焦,该文提出了一种能够校正残留距离徙动并且适用于空变误差场景的2维自聚焦处理方案。该方案首先利用2维自聚焦算法同时校正残留距离徙动和粗略补偿相位误差,然后进行分块PGA校正空变误差。... 为实时完成合成孔径雷达(SAR)散焦图像的自聚焦,该文提出了一种能够校正残留距离徙动并且适用于空变误差场景的2维自聚焦处理方案。该方案首先利用2维自聚焦算法同时校正残留距离徙动和粗略补偿相位误差,然后进行分块PGA校正空变误差。文中详细阐述了该方案的FPGA设计过程,并对资源占用、运算速度、精度和聚焦效果进行了分析。当FPGA工作在200 MHz时,系统可在5.7 s内完成了8K×8K点单精度复图像的自聚焦处理。实测数据处理结果充分验证了该系统的实时性和有效性。 展开更多

关键词 相位误差 2维自聚焦 空变补偿 FPGA 实时

在线阅读 下载PDF 职称材料

多子阵合成孔径声纳空变运动补偿 被引量：4

15

作者 张远彪 朱三文 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2014年第A01期352-355,共4页

为了获得高质量合成孔径声纳(SAS)图像,需要对运动误差进行补偿。根据运动测量信息确定发射阵元和接收阵元运动误差。运动误差沿距离向空变,依照场景中心线对回波数据进行统一补偿,对每个距离单元进行空变相位补偿。仿真结果验证了提出... 为了获得高质量合成孔径声纳(SAS)图像,需要对运动误差进行补偿。根据运动测量信息确定发射阵元和接收阵元运动误差。运动误差沿距离向空变,依照场景中心线对回波数据进行统一补偿,对每个距离单元进行空变相位补偿。仿真结果验证了提出的运动补偿方法用于多子阵SAS空变运动补偿的有效性。 展开更多

关键词 合成孔径声呐 运动误差 非“停-走-停” 空变运动补偿

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于空变分离的两步聚焦双基曲线合成孔径雷达成像 被引量：4

16

作者 徐熙毅 谭鸽伟 李彪 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1365-1375,共11页

针对任意构型曲线运动轨迹双基SAR严重的二维空变问题,建立斜距的空变分离等效模型,并在此基础上提出一种两步聚焦处理方法。在距离频域-方位时域对回波进行非空变相位补偿,以完成距离走动矫正和Deramp处理,实现粗聚焦。第一步聚焦后的... 针对任意构型曲线运动轨迹双基SAR严重的二维空变问题,建立斜距的空变分离等效模型,并在此基础上提出一种两步聚焦处理方法。在距离频域-方位时域对回波进行非空变相位补偿,以完成距离走动矫正和Deramp处理,实现粗聚焦。第一步聚焦后的剩余相位是与点目标位置有关的空变部分,接着在距离向引入Keystone变换,并在方位向通过多普勒参数的最小二乘拟合和方位重采样较好地补偿空变相位误差,完成精确聚焦。仿真结果表明:所提空变分离的斜距等效模型具有较高的精确性;两步聚焦处理算法有效地解决了曲线双基合成孔径雷达的二维空变和强耦合问题,提高了边缘点的成像性能,具有较大的成像区域和较广的使用场景。 展开更多

关键词 双基合成孔径雷达 空变分离 曲线运动 KEYSTONE变换 最小二乘拟合 方位重采样

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于空变运动误差分析的微波光子超高分辨SAR成像方法 被引量：2

17

作者 陈潇翔 邢孟道 《雷达学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2019年第2期205-214,共10页

针对运动误差空变对实现微波光子雷达超高分辨SAR成像的影响,该文提出了一种基于空变运动误差分析的超高分辨成像方法。首先通过解析求解获得中心波束平面补偿下的剩余空变误差表达式,提出了运动误差空变影响判定准则。接着针对微波光子... 针对运动误差空变对实现微波光子雷达超高分辨SAR成像的影响,该文提出了一种基于空变运动误差分析的超高分辨成像方法。首先通过解析求解获得中心波束平面补偿下的剩余空变误差表达式,提出了运动误差空变影响判定准则。接着针对微波光子SAR系统条件的不同判定结果,提出相应的成像流程。最后对所提判定准则与成像方法进行点仿真验证,并对录取的车载10 GHz微波光子超高分辨SAR实测数据进行分析与成像处理,实验结果表明所提方法的有效性。 展开更多

关键词 微波光子SAR成像 运动补偿 空变运动补偿 BP算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于修正牛顿法的双基ISAR空变补偿快速成像与几何校正图像定标方法

18

作者 符吉祥 张超 +4 位作者 邢文洁 陈洪猛 闫群 李军 刘丹 《雷达学报(中英文)》 2025年第5期1253-1275,共23页

双基逆合成孔径雷达(Bi-ISAR)因其卓越的反隐身与抗干扰性能,受到广泛关注。然而,Bi-ISAR成像过程中双基角的变化会导致图像出现空变散焦和几何畸变,严重影响后续信息提取与目标识别的精度。为解决上述问题,该文提出了一种基于修正牛顿... 双基逆合成孔径雷达(Bi-ISAR)因其卓越的反隐身与抗干扰性能,受到广泛关注。然而,Bi-ISAR成像过程中双基角的变化会导致图像出现空变散焦和几何畸变,严重影响后续信息提取与目标识别的精度。为解决上述问题,该文提出了一种基于修正牛顿法的Bi-ISAR空变补偿快速成像与几何校正图像定标方法。该方法以Bi-ISAR成像结果的图像熵为代价函数,以空变系数和转动参数为优化变量,构建优化方程。通过对传统牛顿法进行修正,确保海森矩阵的正定性,从而保证代价函数在每次迭代中沿下降方向优化。通过求解该优化方程最小化图像熵,同时估计得到转动参数,进而构建几何校正函数并计算分辨率因子,实现对最终成像结果的几何校正与定标。所提方法可同步校正空变散焦误差与几何畸变,且为数据驱动模式(无需先验参数),对初始图像质量要求较低。此外,受益于牛顿法的二次收敛特性,相较于其他方法,该方法具有更高的计算效率。最后,通过对点目标仿真、电磁计算以及地面等效实验数据的处理与对比分析,验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 双基逆合成孔径雷达 牛顿法 二维空变补偿 图像最小熵 几何校正定标

在线阅读 下载PDF 职称材料