基于逆Radon变换的圆迹SAR三维成像算法

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作者 车俐 欧阳龙华 蒋留兵 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2024年第9期18-24,共7页

随着合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)的应用需求不断提高,出现了圆迹SAR的成像模式,解决传统直线轨迹SAR只能获取二维斜距图像的问题,在地形测绘、建筑物提取、灾害评估等领域具有较高应用潜力。现有的圆迹SAR三维成像算法... 随着合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)的应用需求不断提高,出现了圆迹SAR的成像模式,解决传统直线轨迹SAR只能获取二维斜距图像的问题,在地形测绘、建筑物提取、灾害评估等领域具有较高应用潜力。现有的圆迹SAR三维成像算法还存在计算量大、实现复杂等问题,通过对圆迹SAR模型的斜距几何分析,结合回波信号模型设计波数域补偿函数,将距离压缩曲线矫正为基线为零的正弦曲线;结合逆Radon变换,实现对目标的正弦曲线的二维聚焦;通过逐高度平面二维成像结果的堆叠,实现目标的三维成像。通过仿真分析了所提算法的成像质量,验证了所提算法三维成像的有效性。 展开更多

关键词 圆迹sar 逆Radon变换 三维成像 算法

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地球同步轨道圆迹SAR研究 被引量：11

2

作者 洪文 林赟 +2 位作者 谭维贤 王彦平 向茂生 《雷达学报（中英文）》 CSCD 2015年第3期241-253,共13页

该文介绍了地球同步轨道圆迹合成孔径雷达(Geosynchronous Circular SAR,Geo-CSAR)的概念,通过设计同步轨道的轨道参数,可以形成近圆的卫星相对地球轨迹,使SAR载荷的凝视成像模式成为可能,实现对地的大面积定点连续观测以及真3维信息获... 该文介绍了地球同步轨道圆迹合成孔径雷达(Geosynchronous Circular SAR,Geo-CSAR)的概念,通过设计同步轨道的轨道参数,可以形成近圆的卫星相对地球轨迹,使SAR载荷的凝视成像模式成为可能,实现对地的大面积定点连续观测以及真3维信息获取;研究分析了Geo-CSAR的成像能力,指出其在瞬时覆盖度、连续观测范围及3维精确定位方面,具有现有低轨星载SAR无法比拟的优势,是实现全球不间断覆盖的有效途径之一,在军事侦察、灾害监测方面具有重要的应用前景。 展开更多

关键词 对地观测 地球同步轨道 合成孔径雷达 圆迹sar 大面积定点连续观测 3维成像

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基于圆迹SAR的建筑物轮廓信息提取 被引量：7

3

作者 刘燕 谭维贤 +1 位作者 林赟 洪文 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期946-952,共7页

利用圆迹SAR对目标的全方位观测的特点,该文提出一种基于圆迹SAR数据的建筑物轮廓信息提取以及所处地面的高度估计的方法。首先,通过雷达立体测量的方法粗估计出目标建筑物所处地面的海拔高度。然后,以该高度为基准上下一定范围内划分... 利用圆迹SAR对目标的全方位观测的特点,该文提出一种基于圆迹SAR数据的建筑物轮廓信息提取以及所处地面的高度估计的方法。首先,通过雷达立体测量的方法粗估计出目标建筑物所处地面的海拔高度。然后,以该高度为基准上下一定范围内划分多个成像平面层,在各个成像平面上对建筑物进行圆迹SAR成像。最后,在圆迹SAR图像中选择建筑物二次反射亮线构成封闭线框的一副图像,从该幅图像中提取建筑物在水平面的轮廓信息,同时将该图像对应的成像平面高度确定为目标建筑物所在地面的高度。P波段机载圆迹SAR实测数据验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 圆迹sar 建筑物轮廓 信息提取 二次反射

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基于背景差分法的单通道圆迹SAR动目标检测算法研究 被引量：5

4

作者 洪文 申文杰 +1 位作者 林赟 鲍慊 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第9期2182-2189,共8页

圆迹SAR(CSAR)作为一种新的对地高分辨率成像方法,兼具长时间观测以及获得目标360°全向信息的优势。该文利用其长时间观测的特性,针对单通道圆迹SAR提出一种新的图像域动目标检测算法。首先从等多普勒等距离角度分析了动目标信号模... 圆迹SAR(CSAR)作为一种新的对地高分辨率成像方法,兼具长时间观测以及获得目标360°全向信息的优势。该文利用其长时间观测的特性,针对单通道圆迹SAR提出一种新的图像域动目标检测算法。首先从等多普勒等距离角度分析了动目标信号模型,后给出动目标检测算法。该方法将原始图像分为无动目标的背景以及含有动目标的前景图像,由于静止背景较动目标变化缓慢,故利用中值滤波器对重叠子孔径图像序列沿时间维进行滤波以获得背景图像,再利用每帧原始图像与背景图像的差来获得相应的含有动目标的前景图像。机载圆迹SAR数据处理结果说明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 圆迹sar 动目标检测 背景差分法

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圆迹SAR的建筑物全方位优化成像方法研究 被引量：2

5

作者 王建峰 林赟 +2 位作者 郭胜龙 喻玲娟 洪文 《雷达学报（中英文）》 CSCD 2015年第6期698-707,共10页

圆迹SAR(Circular SAR,CSAR)可对目标进行全方位观测,获取目标的完整散射信息,该文提出一种相干与非相干处理相结合的圆迹SAR建筑物全方位优化成像方法。利用FEKO建立建筑物的电磁散射模型来模拟雷达回波进行成像,并与散射各向同性情况... 圆迹SAR(Circular SAR,CSAR)可对目标进行全方位观测,获取目标的完整散射信息,该文提出一种相干与非相干处理相结合的圆迹SAR建筑物全方位优化成像方法。利用FEKO建立建筑物的电磁散射模型来模拟雷达回波进行成像,并与散射各向同性情况下的成像结果分析比较,得出对建筑物CSAR成像最佳方位相干累积角度大小。由于实际场景中建筑物的散射方向未知,将CSAR的360°回波数据划分为小角度重叠的多个子孔径并分别成像,对成像后的子孔径进行非相干融合后得到全方位合成图像。再对合成后图像进行极化目标分解,获取场景中建筑物的轮廓信息。P波段机载圆迹SAR数据处理结果表明该方法优于传统全相干累积方法,可实现建筑物的全方位轮廓信息提取。 展开更多

关键词 圆迹sar 电磁散射模型 非相干融合 建筑物轮廓 极化目标分解

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圆迹SAR成像技术研究进展 被引量：49

6

作者 洪文 《雷达学报（中英文）》 2012年第2期124-135,共12页

圆迹SAR(Circular SAR,CSAR)是近年来提出并发展起来的一种高分辨3维成像模式,通过传感器平台的曲线运动,获取被观测目标多方位乃至360?全向观测信息,以满足越来越高的精细观测需求。2011年8月,中国科学院电子学研究所微波成像技术国家... 圆迹SAR(Circular SAR,CSAR)是近年来提出并发展起来的一种高分辨3维成像模式,通过传感器平台的曲线运动,获取被观测目标多方位乃至360?全向观测信息,以满足越来越高的精细观测需求。2011年8月,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利用自行研制的P波段全极化SAR系统开展了国内首次机载圆迹SAR飞行实验,成功获取了全方位高分辨圆迹SAR图像,实验结果初步展示了圆迹SAR成像技术在高精度测绘、灾害评估和精细资源管理等领域的应用潜力。该文详细讨论了圆迹SAR成像技术的研究进展,介绍了近年来国内外开展的若干次机载飞行实验以展示圆迹SAR的独特应用优势,总结分析了圆迹SAR的关键技术,最后对其发展趋势进行了展望。 展开更多

关键词 SYNTHETIC APERTURE Radar(sar) 圆迹sar 全方位观测 高分辨率 3维成像

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地球同步轨道圆迹SAR三维分辨特性分析 被引量：4

7

作者 汪丙南 向茂生 《雷达学报（中英文）》 2012年第3期314-322,共9页

针对地球同步轨道圆迹SAR(GEOsynchronous Circular SAR,GEOCSAR)具有平台轨道高、斜椭圆形空间轨迹和椭球面成像区域等特点,需建立新的理论分析模型对其分辨特性进行评估。该文从建立观测目标与SAR平台的空间几何关系出发,推导出目标... 针对地球同步轨道圆迹SAR(GEOsynchronous Circular SAR,GEOCSAR)具有平台轨道高、斜椭圆形空间轨迹和椭球面成像区域等特点,需建立新的理论分析模型对其分辨特性进行评估。该文从建立观测目标与SAR平台的空间几何关系出发,推导出目标点与场景中心对应的斜距差与圆迹方位角的函数关系,进而给出3维点扩展函数表达式,并得出分辨函数受sinc函数和贝塞尔函数共同影响的结论。然后重点分析了3维分辨特性随地理位置、信号带宽、圆迹半径和孔径大小的变化规律,最后通过信号仿真实验进一步对理论建模进行了验证。 展开更多

关键词 合成孔径雷达(sar) 圆迹sar 分辨率 地球同步轨道

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干涉圆迹SAR的目标三维重建方法研究 被引量：7

8

作者 侯丽英 林赟 洪文 《雷达学报（中英文）》 CSCD 2016年第5期538-547,共10页

圆迹合成孔径雷达(CSAR)的360°全方位观测能够获取目标各方向的散射特征,但是单轨迹圆迹SAR对于强方向性目标高度向散射特征的获取能力非常弱。该文针对典型目标开展3维圆迹SAR干涉方法研究,开展了基于暗室实验的原理性验证,首次... 圆迹合成孔径雷达(CSAR)的360°全方位观测能够获取目标各方向的散射特征,但是单轨迹圆迹SAR对于强方向性目标高度向散射特征的获取能力非常弱。该文针对典型目标开展3维圆迹SAR干涉方法研究,开展了基于暗室实验的原理性验证,首次给出了实际坦克金属模型的干涉圆迹SAR的3维重建结果,验证了该方法的有效性,同时展示了3维重建与全方位观测相结合在目标精细特征描述方面具有的重要应用潜力。 展开更多

关键词 圆迹sar 干涉sar 干涉相位 3维重建

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基于改进三维后向投影的多圈圆迹SAR相干三维成像方法 被引量：7

9

作者 韩冬 周良将 +1 位作者 焦泽坤 吴一戎 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期131-137,共7页

圆迹SAR(CSAR)因其特殊曲线运动轨迹而具备3维成像能力。单圈CSAR理论上可以获得距离方位平面亚波长级的分辨率,但是高程向分辨率却很低。同时,利用后向投影(BP)算法进行CSAR 3维成像的算法复杂度高,成像效率低。该文提出一种基于改进3... 圆迹SAR(CSAR)因其特殊曲线运动轨迹而具备3维成像能力。单圈CSAR理论上可以获得距离方位平面亚波长级的分辨率,但是高程向分辨率却很低。同时,利用后向投影(BP)算法进行CSAR 3维成像的算法复杂度高,成像效率低。该文提出一种基于改进3维后向投影的多圈CSAR相干3维成像方法,针对现有成像算法时间复杂度高的问题,提出一种构造几何插值核的CSAR改进3维后向投影算法,可将3维插值操作转化为1维插值操作和距离向量搜索操作,通过多圈CSAR改进3维后向投影成像结果相干积累的方式得到最终3维图像。该文所提方法可有效解决单圈CSAR 3维成像高程向分辨率低的问题,改善3维成像细节,同时能够大幅降低CSAR 3维成像时间。仿真圆锥目标和美国空军实验室GOTCHA数据3维成像结果验证了该文所提方法的有效性。 展开更多

关键词 圆迹sar 多圈Csar 相干3维成像 改进3维后向投影算法 几何插值核

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运动误差对太赫兹圆迹SAR成像质量影响分析 被引量：1

10

作者 阚学超 李银伟 +2 位作者 盛佳恋 付朝伟 王海涛 《太赫兹科学与电子信息学报》 北大核心 2018年第6期955-961,983,共8页

太赫兹圆迹合成孔径雷达(SAR)结合了太赫兹波和圆迹SAR技术,比传统的直线SAR具有更高的成像分辨力,在雷达领域拥有广阔的应用前景。雷达实际运动中存在的运动误差将导致成像聚焦差、旁瓣升高和分辨力下降,是影响雷达成像质量的重要因素... 太赫兹圆迹合成孔径雷达(SAR)结合了太赫兹波和圆迹SAR技术,比传统的直线SAR具有更高的成像分辨力,在雷达领域拥有广阔的应用前景。雷达实际运动中存在的运动误差将导致成像聚焦差、旁瓣升高和分辨力下降,是影响雷达成像质量的重要因素,在太赫兹圆迹SAR中,雷达的成像质量受运动误差的影响是各个方位向的运动误差共同作用的。为了分析运动补偿时所需达到的精确度,建立了太赫兹圆迹SAR的运动误差模型,定量分析了运动误差存在时目标的峰值下降系数,并根据峰值下降系数分析了运动误差对成像质量的影响,包括分辨力、峰值旁瓣比(PSLR)和积分旁瓣比(ISLR)的变化,同时通过仿真验证了分析的正确性。 展开更多

关键词 太赫兹圆迹sar 高分辨力 运动误差 成像质量

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多航迹圆迹SAR三维联合稀疏成像方法

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作者 朱仕恒 张增辉 郁文贤 《信息技术》 2016年第12期167-171,175,共6页

多航迹圆迹SAR具备三维成像能力,但受多次航迹观测,在高度向采样不足以及目标多角度观测散射特性变化等因素影响,多航迹圆迹SAR三维成像性能还需进一步提高,以满足后端目标解译的需求。文中综合利用成像场景在距离、方位和高度三个维度... 多航迹圆迹SAR具备三维成像能力,但受多次航迹观测,在高度向采样不足以及目标多角度观测散射特性变化等因素影响,多航迹圆迹SAR三维成像性能还需进一步提高,以满足后端目标解译的需求。文中综合利用成像场景在距离、方位和高度三个维度的稀疏分布特性,建立联合稀疏重构模型,实现高分辨率三维成像。进一步,针对建筑物等人造目标后向散射特性随角度变化剧烈的问题,采用分子孔径稀疏约束成像后进行子孔径非相干叠加的方式,以提高最终三维成像结果的信噪比等性能,在进行联合稀疏重构时采用分子孔径处理提高了目标的可解译度。Gotcha实测停车场数据中圆台Top-hat和Toyota Camry轿车的三维成像实验验证了方法的有效性。 展开更多

关键词 圆迹sar 多航迹 联合稀疏模型 三维成像

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基于圆迹干涉SAR的DEM提取 被引量：5

12

作者 刘燕 林赟 +1 位作者 谭维贤 洪文 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期1463-1469,共7页

圆迹干涉SAR具有对场景目标进行全方位观测测量的优势,为了满足高分辨率圆迹SAR成像对高精度的场景数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)的需求,该文提出了一种基于圆迹干涉SAR数据的高程估计方法。首先推导了采用后向投影(Back P... 圆迹干涉SAR具有对场景目标进行全方位观测测量的优势,为了满足高分辨率圆迹SAR成像对高精度的场景数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)的需求,该文提出了一种基于圆迹干涉SAR数据的高程估计方法。首先推导了采用后向投影(Back Projection,BP)算法时的圆迹干涉SAR信号模型,然后给出了基于圆迹干涉SAR处理的场景DEM提取流程,最后通过仿真实验验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 合成孔径雷达 圆迹sar 干涉 数字高程模型

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一种基于级数反演的机载圆迹环扫SAR成像算法 被引量：9

13

作者 廖轶 周松 +1 位作者 邢孟道 保铮 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第11期2587-2593,共7页

较之传统的直线条带SAR模式,圆迹环扫SAR作为一种新的成像模式,能够在短时间内对较大的区域进行快速观测。但是由于其特殊的圆弧飞行轨迹的影响,目标回波信号的2维频谱难以有效获得,从而给后续成像处理带来困难。针对这个问题,该文提出... 较之传统的直线条带SAR模式,圆迹环扫SAR作为一种新的成像模式,能够在短时间内对较大的区域进行快速观测。但是由于其特殊的圆弧飞行轨迹的影响,目标回波信号的2维频谱难以有效获得,从而给后续成像处理带来困难。针对这个问题,该文提出一种基于级数反演法的圆迹环扫SAR成像算法。该方法利用多普勒频率的展开式反演出驻相点展开式系数,进而获得信号的2维频谱,从而有效地实现距离脉冲压缩和距离徙动校正。该方法可通过对两个级数展开式阶数的选取自由控制频谱的精度,利于成像分析及后续处理。最后,点目标的仿真对比结果表明该算法的有效性。 展开更多

关键词 圆迹环扫sar 级数反演 2维频谱

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一种适用于大场景圆迹环扫SAR的改进CS成像算法 被引量：2

14

作者 廖轶 孟自强 +2 位作者 周松 邢孟道 保铮 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期127-134,共8页

在宽测绘带圆迹环扫合成孔径雷达(CSSAR)中,目标斜距表示形式复杂,测绘带内距离徙动(RCM)变化剧烈均给成像处理引入难点。针对上述问题,根据圆迹环扫SAR平台的运动特性,使用高阶逼近的方法建立圆弧曲线模型下的回波信号斜距方程,并以导... 在宽测绘带圆迹环扫合成孔径雷达(CSSAR)中,目标斜距表示形式复杂,测绘带内距离徙动(RCM)变化剧烈均给成像处理引入难点。针对上述问题,根据圆迹环扫SAR平台的运动特性,使用高阶逼近的方法建立圆弧曲线模型下的回波信号斜距方程,并以导出的二维频谱高阶近似解析表达式为基础,考虑大场景下的距离徙动空变问题,对空变的斜距历程进行详细的分析,并提出了一种适用于大场景圆迹环扫SAR的改进线性调频变标(CS)成像算法。仿真结果说明,曲线模型的斜距方程精度较高,该算法能够精确校正空变的距离徙动,对较大场景取得了较好的成像效果。 展开更多

关键词 圆迹环扫sar 距离徙动 二维频谱 线性调频变标

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新体制SAR三维成像技术研究进展 被引量：24

15

作者 洪文 王彦平 +2 位作者 林赟 谭维贤 吴一戎 《雷达学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2018年第6期633-654,共22页

常规SAR成像,平台沿直线飞行,形成直线型合成孔径,仅能获取2维图像,即3维空间中的观测场景在斜距-方位平面的2维投影,图像具有叠掩、透视缩短、阴影等畸变现象。SAR 3维成像突破了斜距-方位2维频率信息获取,能够获取第3维频率信息,实现... 常规SAR成像,平台沿直线飞行,形成直线型合成孔径,仅能获取2维图像,即3维空间中的观测场景在斜距-方位平面的2维投影,图像具有叠掩、透视缩短、阴影等畸变现象。SAR 3维成像突破了斜距-方位2维频率信息获取,能够获取第3维频率信息,实现3维分辨,可获得观测场景的散射中心在3维空间中的分布,从而解决叠掩问题,消除透视缩短、顶底倒置等几何形变现象,更直观地描述客观场景,已成为国际研究热点。该文介绍SAR 3维成像的概念和主要观测模式,分析该领域国内外研究现状和进展,重点阐述作者所在研究团队的SAR3维成像研究进展,最后对SAR 3维成像技术进行总结和展望。 展开更多

关键词 sar3维成像 多基线层析sar 阵列3维sar 曲线轨迹sar 圆迹sar 多基线圆迹sar

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无先验模型复杂结构设施SAR全方位三维成像方法研究 被引量：2

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作者 林赟 张琳 +4 位作者 韦立登 张汉卿 冯珊珊 王彦平 洪文 《雷达学报（中英文）》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期909-919,共11页

复杂结构设施的SAR三维成像是SAR成像领域的热点和难点问题。现有SAR三维成像依赖于高程方向的多通道或多次飞行,对雷达系统或数据获取的要求较高。该文提出无先验模型复杂结构设施三维成像方法,仅需一次飞行即可获得先验信息未知区域... 复杂结构设施的SAR三维成像是SAR成像领域的热点和难点问题。现有SAR三维成像依赖于高程方向的多通道或多次飞行,对雷达系统或数据获取的要求较高。该文提出无先验模型复杂结构设施三维成像方法,仅需一次飞行即可获得先验信息未知区域全场景全方位三维图像。该方法充分利用圆迹SAR的全方位观测、解叠掩和解高程模糊优势,无需目标预先建模和三维成像网格构建,适用于大面积区域复杂结构设施的精细三维成像,在雷达三维成像实用化技术方面取得了重要进展。通过该方法首次获得FAST射电望远镜的雷达全方位三维图像,验证了理论与方法的正确性与有效性。 展开更多

关键词 sar三维成像 多角度sar 全方位sar 圆迹sar 干涉sar

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