基于地形辅助的无人机载InSAR图像分区配准方法

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作者 谢鑫 邓云开 +1 位作者 杨志军 田卫明 《雷达学报（中英文）》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期116-133,共18页

小型化、轻量化的无人机(UAV)为合成孔径雷达(SAR)提供了更加灵活、机动的观测平台,无人机载干涉SAR(InSAR)逐步应用于干涉测量领域。无人机小而轻,易受气流扰动的影响,采用多航过模式进行干涉测量时,飞行航迹非线性且不平行。非线性、... 小型化、轻量化的无人机(UAV)为合成孔径雷达(SAR)提供了更加灵活、机动的观测平台,无人机载干涉SAR(InSAR)逐步应用于干涉测量领域。无人机小而轻,易受气流扰动的影响,采用多航过模式进行干涉测量时,飞行航迹非线性且不平行。非线性、不平行的飞行轨迹导致两幅图像之间存在几何畸变。在复杂地形条件下,无人机载InSAR的干涉图像对之间的偏移量大且具有明显的空变特性,给图像配准带来了很大的技术挑战,常规的基于多项式拟合的配准方法不再适用。该文提出了一种利用地形辅助分区的图像配准方法。首先基于航迹信息生成高程门限,利用外部地形对测量区域进行图像分区处理,然后对区域内的偏移量构建多项式变换模型,对各区域边界处的偏移量施加约束,并进行联合求解,最后获得连续的全局偏移量拟合面,通过对辅图像进行重采样实现精配准。基于P波段无人机载InSAR获取的实测数据,初步验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 无人机载干涉合成孔径雷达 图像配准 复杂地形 多项式模型 图像分区

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无人机载双站干涉SAR系统关键技术分析与实验验证研究 被引量：2

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作者 朱金彪 潘洁 +9 位作者 仇晓兰 蒋雯 刘玉泉 董勇伟 李威 蔺蓓 倪帆 上官松涛 刘鸣谦 程遥 《雷达学报（中英文）》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期832-848,共17页

双站干涉合成孔径雷达(SAR)技术可突破单站双天线干涉SAR的基线限制,获得更加灵活的基线构型,有利于提升干涉测量精度。无人机载双站干涉SAR机动性好、飞行成本低,具有很高的应用价值,也能为无人机载分布式干涉、三维成像等提供关键支撑... 双站干涉合成孔径雷达(SAR)技术可突破单站双天线干涉SAR的基线限制,获得更加灵活的基线构型,有利于提升干涉测量精度。无人机载双站干涉SAR机动性好、飞行成本低,具有很高的应用价值,也能为无人机载分布式干涉、三维成像等提供关键支撑,具有重要的研究意义。中国科学院空天信息创新研究院牵头设计研制了国内首套无人机载双站干涉SAR系统,并在内蒙古百灵机场开展了飞行实验。该文简要介绍了该系统方案设计、基本构成和主要性能,并重点介绍了该系统的空间、时间及相位同步和数据处理关键技术,然后介绍了首次飞行实验的方案和实施研究情况,最后给出了实验数据处理结果,验证了关键技术和该无人机载双站干涉SAR系统0.5 m高程测量精度等主要指标,为后续多无人机平台协同开展分布式干涉数据获取及处理研究提供了基础。 展开更多

关键词 干涉SAR 双站SAR 无人机载干涉SAR 空间同步 时间同步 相位同步

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一个高精度无人机载多功能SAR系统 被引量：11

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作者 王岩飞 刘畅 +1 位作者 詹学丽 李和平 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第7期1569-1574,共6页

该文介绍了中国科学院电子学研究所研制的一个高精度无人机载多功能SAR系统,该系统可灵活工作在Ku和X波段,具有高分辨率、干涉、全极化成像能力。该文对该系统的指标、功能、组成进行了描述,提出了高精度运动补偿、宽带信号产生和中频... 该文介绍了中国科学院电子学研究所研制的一个高精度无人机载多功能SAR系统,该系统可灵活工作在Ku和X波段,具有高分辨率、干涉、全极化成像能力。该文对该系统的指标、功能、组成进行了描述,提出了高精度运动补偿、宽带信号产生和中频接收、多通道幅相一致性保持等方案,通过车载和无人机飞行实验,验证了无人机装载多功能SAR系统的可行性。 展开更多

关键词 无人机载SAR 多功能 高分辨率 干涉 全极化

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高分辨无人机载SAR多模接收/激励子系统 被引量：3

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作者 方立军 马骏 +1 位作者 黎向阳 吉宗海 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2008年第3期93-96,共4页

为适应无人机载SAR侦察系统高分辨、大测绘带、微型化要求,接收/激励子系统采用了直接解调与去调频兼容工作方式,使系统基于100 MHz实时处理器实现最高达0.5 m分辨率多种工作模式,并具有大测绘带功能。采用了基于高速数字直读波形产生... 为适应无人机载SAR侦察系统高分辨、大测绘带、微型化要求,接收/激励子系统采用了直接解调与去调频兼容工作方式,使系统基于100 MHz实时处理器实现最高达0.5 m分辨率多种工作模式,并具有大测绘带功能。采用了基于高速数字直读波形产生技术实现了发射信号和去调频信号的预失真补偿,结合接收通道失真的大闭环补偿,在大带宽时获得优于-40 dB距离峰值副瓣。采用了多重隔振和小型化结构设计实现了强环境适应性和振动条件下高频率稳定度。 展开更多

关键词 无人机载合成孔径雷达 高分辨 预失真补偿 微型化

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无人机载小型SAR目标分辨与定位能力分析 被引量：5

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作者 时荔蕙 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2006年第2期21-23,53,共4页

分析了无人机载小型合成孔径雷达(SAR)可用于战场侦察的基本工作模式;讨论了SAR分辨率与对目标分辨能力的区别;从机载SAR成像几何关系的角度,研究了载机航向测量误差、载机空间位置测量误差、载机飞行速度测量误差、雷达高度误差、雷达... 分析了无人机载小型合成孔径雷达(SAR)可用于战场侦察的基本工作模式;讨论了SAR分辨率与对目标分辨能力的区别;从机载SAR成像几何关系的角度,研究了载机航向测量误差、载机空间位置测量误差、载机飞行速度测量误差、雷达高度误差、雷达斜距测量误差等因素对实时目标定位精度的影响程度,提出了实时定位与读图定位结合使用的观点。其结果对于无人机载小型SAR的设计和应用都有重要意义。 展开更多

关键词 合成孔径雷达 无人机载小型合成孔径雷达 分辨率 分辨能力 目标定位 定位精度

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无人机载微小型SAR发展概述 被引量：2

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作者 李秋菊 《数字技术与应用》 2019年第6期197-199,202,共4页

无人机载微小型SAR因其全天候全天时、零伤亡、机动灵活和低成本的特点,受到广泛关注。本文在概述无人机载微小型SAR技术的基础上,介绍了无人机载微小型SAR技术发展概况,阐述了国内外微小型SAR的典型型号、主要性能指标、应用及装备情... 无人机载微小型SAR因其全天候全天时、零伤亡、机动灵活和低成本的特点,受到广泛关注。本文在概述无人机载微小型SAR技术的基础上,介绍了无人机载微小型SAR技术发展概况,阐述了国内外微小型SAR的典型型号、主要性能指标、应用及装备情况。并根据国内外发展概况,对无人机载微小型SAR技术发展趋势进行了展望。 展开更多

关键词 合成孔径雷达 微小型SAR 无人机载SAR 无人机

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基于中国剩余定理解分布式星载SAR-ATI测速模糊 被引量：4

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作者 齐维孔 党雅文 禹卫东 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第10期2493-2497,共5页

分布式星载SAR系统利用沿航迹干涉对地面运动目标测速时,由于较长基线导致严重的测速模糊。该文在研究鲁棒性中国剩余定理的基础上,利用剩余定理在满足某些约束条件下得到唯一解的原理,分析了多基线和多频率分布式星载SAR-ATI系统解速... 分布式星载SAR系统利用沿航迹干涉对地面运动目标测速时,由于较长基线导致严重的测速模糊。该文在研究鲁棒性中国剩余定理的基础上,利用剩余定理在满足某些约束条件下得到唯一解的原理,分析了多基线和多频率分布式星载SAR-ATI系统解速度模糊的方法,同时推导了多基线和多频率的约束条件,以及最大测速值。仿真结果表明该文算法能有效地解分布式星载SAR-ATI系统动目标速度模糊,为分布式星载SAR系统设计与基线设计提供了一定的指导作用和参考价值。 展开更多

关键词 分布式星载合成孔径雷达 中国剩余定理 沿航迹干涉 动目标检测 速度模糊

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基于多径模型的建筑区SAR三维成像中非视距目标重定位方法 被引量：2

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作者 林雨青 仇晓兰 +2 位作者 彭凌霄 李杭 丁赤飚 《雷达学报（中英文）》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期777-790,共14页

随着合成孔径雷达(SAR)系统小型化技术、SAR三维成像技术的发展,当前已可利用无人机载小型化阵列干涉SAR实现城区三维成像,在城市测绘、复杂环境重建等领域具有重要应用前景。然而,SAR进行城市场景三维成像时,回波中存在多径信号,会导... 随着合成孔径雷达(SAR)系统小型化技术、SAR三维成像技术的发展,当前已可利用无人机载小型化阵列干涉SAR实现城区三维成像,在城市测绘、复杂环境重建等领域具有重要应用前景。然而,SAR进行城市场景三维成像时,回波中存在多径信号,会导致成像结果解译困难,却也给非视距区域隐蔽目标的发现提供了重要手段。为此,该文针对低空无人机载阵列干涉SAR建筑区三维成像中的非视距目标进行了研究,建立了非视距目标在低空阵列干涉三维成像下的多径模型,给出了城市峡谷区域利用多径扩大可视范围的计算方法,并基于建筑平面拟合提出了非视距目标重定位方法。无人机载阵列干涉SAR的仿真和实际数据处理验证表明,所提出的方法可以对城市峡谷非视距目标进行有效的三维成像和重定位,重定位误差小于0.5 m,实现了对非视距区域信息的获取。 展开更多

关键词 阵列干涉SAR 三维成像 非视距 多径 无人机载SAR

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微波视觉三维SAR实验系统及其全极化数据处理方法

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作者 仇晓兰 罗一通 +7 位作者 宋舒洁 彭凌霄 程遥 颜千程 上官松涛 焦泽坤 张柘 丁赤飚 《雷达学报（中英文）》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期941-954,共14页

三维合成孔径雷达在测绘制图、防灾减灾等诸多领域有应用潜力,已经成为SAR的重要研究方向。为减少三维SAR的观测次数或天线阵元数量,推动三维SAR的应用和发展,中国科学院空天信息创新研究院牵头研制了微波视觉三维SAR实验系统,旨在为微... 三维合成孔径雷达在测绘制图、防灾减灾等诸多领域有应用潜力,已经成为SAR的重要研究方向。为减少三维SAR的观测次数或天线阵元数量,推动三维SAR的应用和发展,中国科学院空天信息创新研究院牵头研制了微波视觉三维SAR实验系统,旨在为微波视觉SAR三维成像提供实验平台和数据。该文针对微波视觉三维SAR实验系统及其全极化数据处理方法进行介绍,涵盖了极化校正、极化相干增强、极化约束三维成像、三维融合可视化等全流程的关键步骤。基于发布的SAR微波视觉三维成像全极化数据集,给出了三维成像结果示例,验证了微波视觉三维SAR实验系统的全极化性能以及处理方法的有效性。该文发布的数据集将为SAR三维成像研究提供良好的数据条件。 展开更多

关键词 SAR三维成像 微波视觉 极化阵列干涉SAR 无人机载SAR 多角度

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微波视觉三维SAR关键技术及实验系统初步进展 被引量：13

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作者 仇晓兰 焦泽坤 +7 位作者 杨振礼 程遥 蔺蓓 罗一通 王卫 董勇伟 周良将 丁赤飚 《雷达学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2022年第1期1-19,共19页

合成孔径雷达(SAR)三维成像在复杂地形测绘、复杂环境下目标发现与识别等方面具有重要应用潜力,是当前SAR领域的重要发展方向之一。为推动SAR三维成像技术的发展和应用,中国科学院空天信息创新研究院牵头设计并研制了一套无人机载微波... 合成孔径雷达(SAR)三维成像在复杂地形测绘、复杂环境下目标发现与识别等方面具有重要应用潜力,是当前SAR领域的重要发展方向之一。为推动SAR三维成像技术的发展和应用,中国科学院空天信息创新研究院牵头设计并研制了一套无人机载微波视觉三维SAR实验系统(MV3DSAR),为相关技术研究和验证提供实验平台。目前该系统的单极化版本已研制完成,并在天津开展了首次校飞实验。该文介绍了该系统的基本构成、主要性能以及系统和数据处理的关键技术,给出了首次校飞实验的实施情况以及初步的数据处理结果,验证了系统的基本性能指标和三维成像能力。该系统为后续SAR三维成像数据集构建和处理方法研究提供了良好的实验验证平台。 展开更多

关键词 SAR三维成像 微波视觉 无人机载SAR 干涉定标 运动补偿

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基于马尔可夫模型的分布式卫星SAR-ATI空域自适应滤波方法 被引量：2

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作者 郝晓龙 蔡斌 +2 位作者 陈力 梁佳 李开明 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2022年第8期48-54,共7页

与单颗卫星合成孔径雷达(SAR)系统相比,编队飞行的分布式卫星雷达系统的优势在于,孔径的尺寸和几何不受限制,自主编队控制可形成多个灵活、有效的基线,在单个编队下可多任务交替进行,能够更好地完成高精度三维地形测绘、地面和空中运动... 与单颗卫星合成孔径雷达(SAR)系统相比,编队飞行的分布式卫星雷达系统的优势在于,孔径的尺寸和几何不受限制,自主编队控制可形成多个灵活、有效的基线,在单个编队下可多任务交替进行,能够更好地完成高精度三维地形测绘、地面和空中运动目标检测、大测绘带高分辨率成像等任务。其中,在合成孔径雷达-沿航迹干涉(SAR-ATI)工作模式下,由于编队构型、任务需求等诸多因素的影响,ATI得到的相位中不仅包含了运动目标相位,还包含了切航迹基线引起的随地形起伏变化的相位和多种去相干因素引起的随机变化的噪声,造成了大量的虚警。文中提出了一种新的分布式卫星SAR-ATI空域自适应滤波方法,较好地去除了切轨迹干涉相位和随机噪声,提升了混合基线下SAR-ATI的检测性能。文中基于分布式星载SAR仿真系统进行了算法验证和性能评价,实验结果证明了该方法的良好性能。 展开更多

关键词 分布式卫星 合成孔径雷达-沿航迹干涉 空域自适应滤波 切航迹干涉相位 去相干噪声 马尔可夫随机场模型 分布式星载合成孔径雷达仿真系统

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基于定位方程的多基线InSAR测高精度分析 被引量：3

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作者 李洁 黄海风 梁甸农 《雷达科学与技术》 2009年第3期194-199,共6页

分布式星载合成孔径雷达干涉测高系统提供了多个通道的观测数据,为地面目标的高程重建提供了冗余信息,文中提出通过对多基线定位方程进行泰勒展开的一阶近似方法,分析了该冗余信息对测高精度的影响。从提高测高精度、优化系统设计的角... 分布式星载合成孔径雷达干涉测高系统提供了多个通道的观测数据,为地面目标的高程重建提供了冗余信息,文中提出通过对多基线定位方程进行泰勒展开的一阶近似方法,分析了该冗余信息对测高精度的影响。从提高测高精度、优化系统设计的角度出发,通过调整系统基线的指向来改变各参数的误差传播系数,得到最优的测高精度。采用Monte-Carlo和信号仿真两种方法验证了误差传播系数的理论推导,同时将优化后的多基线系统的高程误差传播系数与单基线系统作了对比。结果表明,上述测高精度分析方法是可行的;通过合理的多基线设计,可以降低单基线系统各参数的高程误差敏感度。 展开更多

关键词 分布式星载合成孔径雷达 多基线 干涉相位 误差 高程精度

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白鹤滩库区象鼻岭—野猪塘段地质灾害综合遥感识别 被引量：4

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作者 吴明堂 崔振华 +4 位作者 易小宇 冯文凯 尹保国 薛正海 韩靖楠 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2023年第4期155-163,共9页

在蓄水前查清库岸地质灾害数量和位置是大型水库区地质灾害防治的重要工作之一,人工或单一技术手段的调查方式往往会遗漏许多地质灾害。采用合成孔径雷达干涉测量(Interferometry Synthetic Aperture Radar, InSAR)和无人机光学遥感技... 在蓄水前查清库岸地质灾害数量和位置是大型水库区地质灾害防治的重要工作之一,人工或单一技术手段的调查方式往往会遗漏许多地质灾害。采用合成孔径雷达干涉测量(Interferometry Synthetic Aperture Radar, InSAR)和无人机光学遥感技术对白鹤滩库区象鼻岭—野猪塘段崩滑库岸地质灾害进行了综合遥感识别工作。通过对识别结果的复核和综合分析,结果表明:(1)通过综合遥感技术识别地质灾害114处,其中无人机光学遥感和InSAR技术分别识别89处、39处,相比人工排查新增72处;(2)通过联合升降轨影像的方法有利于改善SAR数据的几何畸变效应,增加SAR可视性区域面积,提高地质灾害识别成果的有效性;(3)对于新近发生缓慢变形地质灾害可以通过InSAR技术识别,限于光学影像精度和时效性则难以通过光学遥感识别;(4)过去发生变形的地质灾害可从无人机光学遥感和InSAR识别其宏细观特征,对于SAR数据周期内出现可探测形变,亦可同时被InSAR技术识别;(5)对于面积较大的地质灾害,InSAR技术和光学遥感手段均能有效识别,限于数据精度,InSAR技术对于较小面积的地质灾害难以有效识别。利用InSAR与无人机光学遥感等技术开展地质灾害综合遥感识别,可以获得地质灾害的地表变形信息,了解地质灾害的特征要素信息,克服星载光学遥感解译的局限性,有效避免高山峡谷地区人工或单一技术方法地质灾害识别遗漏。 展开更多

关键词 地质灾害 合成孔径雷达干涉测量 无人机 综合遥感 白鹤滩库区

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