基于对比度最优和低阶轨道多项式估计的星载SAR自聚焦方法

1

作者 陈颖 孟大地 +3 位作者 李光祚 黄丽佳 李莹莹 辛煜 《中国科学院大学学报(中英文)》 北大核心 2025年第4期508-518,共11页

在对散焦星载合成孔径雷达(SAR)图像进行自聚焦处理时,卫星轨道的平滑特性对于成像处理非常有利。基于该特性,提出一种新的星载SAR自聚焦方法。首先将卫星轨道在三维空间分别用低阶多项式进行拟合,从而将自聚焦问题转化为对多项式的估... 在对散焦星载合成孔径雷达(SAR)图像进行自聚焦处理时,卫星轨道的平滑特性对于成像处理非常有利。基于该特性,提出一种新的星载SAR自聚焦方法。首先将卫星轨道在三维空间分别用低阶多项式进行拟合,从而将自聚焦问题转化为对多项式的估计问题;然后,选取图像中分散的几个小图像切片,通过最大对比度法得到每个切片中心点的最优距离历程;再根据这几个距离历程调整整景轨道,最终得到能使各切片良好聚焦的轨道估计结果。通过合适的切片选取,可以使整幅图像良好聚焦。仿真实验和实际数据结果验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 星载sar 自聚焦 轨道误差 对比度最大化

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利用对比度最大化实现SAR图像自聚焦 被引量：9

2

作者 武昕伟 朱兆达 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2002年第3期20-22,共3页

以对比度作为衡量图像聚焦程度的标准 ,研究了一种新颖的 SAR图像自聚焦算法。该方法从图像域出发 ,通过在距离压缩相位历史域引入相位误差模型 ,从而改变聚焦直至图像对比度最大 ,完成相位误差的校正。对比度最大化算法的突出优点是无... 以对比度作为衡量图像聚焦程度的标准 ,研究了一种新颖的 SAR图像自聚焦算法。该方法从图像域出发 ,通过在距离压缩相位历史域引入相位误差模型 ,从而改变聚焦直至图像对比度最大 ,完成相位误差的校正。对比度最大化算法的突出优点是无须在图像域分离出强点目标 ,因而特别适用于无任何明显特征的图像。仿真及实测数据处理结果证明了该方法的可行性。 展开更多

关键词 合成孔径雷达 自聚焦 对比度 相位误差 sar 图像

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一种适用于机载SAR的改进PACE自聚焦算法 被引量：1

3

作者 薛国义 周智敏 安道祥 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第11期2719-2723,共5页

PACE算法是一种新的非模型的高性能SAR图像自聚焦算法,可以有效提取SAR图像中高频相位误差。由于PACE算法直接以图像相位误差校正值系列为待估计参量,计算量巨大,该文从提高PACE算法的执行效率的角度出发,提出了一种插值PACE算法(IPACE)... PACE算法是一种新的非模型的高性能SAR图像自聚焦算法,可以有效提取SAR图像中高频相位误差。由于PACE算法直接以图像相位误差校正值系列为待估计参量,计算量巨大,该文从提高PACE算法的执行效率的角度出发,提出了一种插值PACE算法(IPACE)。IPACE算法以图像对比度函数为目标函数,以待估计的相位校正矢量中的若干个相位校正值为自变量,通过拟牛顿算法迭代获得它们的最优估计,然后通过插值获得整个相位误差校正矢量的最优估计值。IPACE算法可以有效地减少待估计变量的个数,提高算法的执行效率,同时几乎不降低算法的聚焦性能。实际相位误差未知的超宽带SAR回波数据的聚焦结果表明了该算法能显著改善图像的质量,是一种鲁棒性良好的图像自聚焦算法。 展开更多

关键词 sar PACE 自聚焦 对比度 梯度 IPACE

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机载SAR相位误差补偿算法及实现 被引量：1

4

作者 姜义成 张璘 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期749-752,共4页

结合多普勒参数和PGA自聚焦算法,提出了逐步补偿相位误差的方法.多普勒参数估计能够有效去除载机运动不理想所引入的相位误差,主要包括线性相位误差和二次相位误差.PGA算法能够很好地补偿电磁波传输过程中媒质不均匀等原因造成的相位三... 结合多普勒参数和PGA自聚焦算法,提出了逐步补偿相位误差的方法.多普勒参数估计能够有效去除载机运动不理想所引入的相位误差,主要包括线性相位误差和二次相位误差.PGA算法能够很好地补偿电磁波传输过程中媒质不均匀等原因造成的相位三次及以上误差,两者相结合可以有效地补偿SAR成像中所存在的相位误差,从而实现高精度成像.实测数据分析验证了该方法的有效性,完成宽幅实测数据成像,并对成像结果进行理论分析,得出成像的实际物理过程及刻画成像区域范围的影响因素. 展开更多

关键词 机载sar成像 相位误差补偿 多普勒参数 自聚焦

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基于最小全变差的SAR图像自聚焦算法 被引量：2

5

作者 甘荣兵 王建国 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第1期12-14,共3页

该文分析了方位一维图像的全变差范数随二次相位误差的变化情况,得到全变差范数是二次相位误差的单峰函数的结论,且在二次相位误差等于零时全变差范数最小。从而利用全变差范数作为性能函数,采用黄金分割最优化算法,通过循环迭代得到自... 该文分析了方位一维图像的全变差范数随二次相位误差的变化情况,得到全变差范数是二次相位误差的单峰函数的结论,且在二次相位误差等于零时全变差范数最小。从而利用全变差范数作为性能函数,采用黄金分割最优化算法,通过循环迭代得到自聚焦的SAR图像。实验结果表明此算法在处理二次相位误差时优于相位梯度自聚焦算法。通过算法复杂度的分析表明该算法的计算量约为相位梯度自聚焦的二分之一。 展开更多

关键词 合成孔径雷达 相位误差 自聚焦 全变差

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基于多脉冲联合估计的SAR相位误差自聚焦算法 被引量：1

6

作者 蒋锐 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期1039-1045,共7页

合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)是相干成像系统,所以接收信号相位的正确性决定了SAR图像的聚焦质量。利用自聚焦算法对SAR图像进行相位误差函数的估计及补偿是获得高分辨率,高质量SAR图像的关键步骤之一。其中,相位梯度自... 合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)是相干成像系统,所以接收信号相位的正确性决定了SAR图像的聚焦质量。利用自聚焦算法对SAR图像进行相位误差函数的估计及补偿是获得高分辨率,高质量SAR图像的关键步骤之一。其中,相位梯度自聚焦(phase gradient autofocus,PGA)算法运算量适中且鲁棒性好,被广泛应用于SAR自聚焦中。然而,PGA算法基于相位误差梯度值进行加权平均估计,相位差分的过程会引起噪声的积累,因此该算法对原SAR图像在方位数据域的信噪比要求较高。针对PGA算法存在问题,提出了基于多脉冲联合估计的相位误差自聚焦(phase error autofocus,PEA)算法。该算法采用了PGA算法的处理结构,并基于相位误差直接进行加权平均估计,可以在较低信噪比条件下正确实现SAR图像的自聚焦处理。仿真实验以及实测数据处理结果对比均表明,PEA算法可以获得优于PGA算法的自聚焦性能,且实际算法执行时间更短,更有利于算法实时处理。 展开更多

关键词 合成孔径雷达 相位梯度自聚焦 相位误差自聚焦 信噪比 多脉冲

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一种基于DCT的SAR图像自聚焦算法

7

作者 马仑 廖桂生 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期417-420,共4页

研究了一种基于离散余弦变换(DCT,Discrete Cosine Transform)的SAR(Syn-thetic Aperture Radar)图像自聚焦算法.该方法从复图像域出发,通过在距离压缩相位历史域引入相位误差模型,改变图像的聚焦程度直至一维像的DCT序列在高序数区域... 研究了一种基于离散余弦变换(DCT,Discrete Cosine Transform)的SAR(Syn-thetic Aperture Radar)图像自聚焦算法.该方法从复图像域出发,通过在距离压缩相位历史域引入相位误差模型,改变图像的聚焦程度直至一维像的DCT序列在高序数区域的权值达到最大,从而完成误差校正.同相位梯度自聚焦算法相比,该方法无需在图像域分离出强点目标,因此特别适用于无任何明显特征的图像.由于DCT存在快速算法,使得该自聚焦算法计算量较少,更易实现.实测数据及仿真数据的成像结果证明了此方法的可行性. 展开更多

关键词 合成孔径雷达 离散余弦变换 自聚焦 相位误差

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基于脉冲积累的SAR实时聚焦算法

8

作者 张峰会 王岩飞 《中国科学院研究生院学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期136-140,共5页

在实际的SAR场景中,由于载机平台运动的不规律会引入相位误差,这将导致SAR图像出现模糊,甚至不能形成图像,因此需要准确地估计和补偿相位误差.提出一种较好的SAR相位历史估计算法,在方位向应用延时自相关方法进行准确的相位估计,由此实... 在实际的SAR场景中,由于载机平台运动的不规律会引入相位误差,这将导致SAR图像出现模糊,甚至不能形成图像,因此需要准确地估计和补偿相位误差.提出一种较好的SAR相位历史估计算法,在方位向应用延时自相关方法进行准确的相位估计,由此实现SAR的准确聚焦成像.该相位估计方法具有较高的计算效率,非常适合于实时SAR系统.利用对实际SAR数据的聚焦处理证明了该方法的有效性. 展开更多

关键词 相位误差 延时消去法 脉冲积累 实时合成孔径雷达 自聚焦

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基于多普勒域多通道的机载合成孔径雷达自聚焦算法 被引量：3

9

作者 李银伟 陈立福 +2 位作者 韦立登 彭青 向茂生 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期969-974,共6页

在多通道自聚焦(MCA)和傅里叶域多通道自聚焦(FMCA)的基础上,该文提出一种基于多普勒域多通道的机载合成孔径雷达自聚焦算法。该算法同样是直接在线性代数的理论框架下推导得到,能够在不迭代的情况下进行相位误差的估计和补偿以实现SAR... 在多通道自聚焦(MCA)和傅里叶域多通道自聚焦(FMCA)的基础上,该文提出一种基于多普勒域多通道的机载合成孔径雷达自聚焦算法。该算法同样是直接在线性代数的理论框架下推导得到,能够在不迭代的情况下进行相位误差的估计和补偿以实现SAR图像的聚焦。该算法不像MCA和FMCA那样在图像域估计相位误差,而是在距离压缩方位多普勒域(方位未压缩)里进行相位误差估计。同时该算法不需要SAR成像场景中含有低散射区的假设,从而使其能够应用于条带模式SAR。不同情况下条带SAR数据的处理结果验证了该算法的有效性和可行性。 展开更多

关键词 机载合成孔径雷达(sar) 多普勒域多通道自聚焦 相位误差估计 奇异值分解(SVD)

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结合MD自聚焦算法与回波模拟算子的快速稀疏微波成像误差补偿算法 被引量：1

10

作者 张柘 张冰尘 +1 位作者 洪文 吴一戎 《雷达学报（中英文）》 CSCD 2016年第1期25-34,共10页

稀疏微波成像是将稀疏信号处理理论引入微波成像中,利用系统的稀疏约束突破传统合成孔径雷达(SAR)成像中系统复杂度的瓶颈,是微波成像的新理论、新体制和新方法。在传统的机载SAR成像中都会面临非理想运动带来的回波相位误差问题,可通... 稀疏微波成像是将稀疏信号处理理论引入微波成像中,利用系统的稀疏约束突破传统合成孔径雷达(SAR)成像中系统复杂度的瓶颈,是微波成像的新理论、新体制和新方法。在传统的机载SAR成像中都会面临非理想运动带来的回波相位误差问题,可通过基于回波数据的自聚焦算法加以解决:但在机载稀疏微波成像中,因稀疏微波成像采用稀疏重建算法取代了传统SAR中基于匹配滤波的信号处理方法,传统的基于回波数据的自聚焦算法难以直接应用。现有基于稀疏重建的自聚焦算法主要基于两步迭代方法,收敛速度慢、运算量大。该文以基于回波模拟算子的快速稀疏微波成像算法为基础,将子孔径相关(MD)自聚焦算法引入,与之结合构建了新的"MD-回波模拟算子自聚焦算法"。该方法继承了基于回波模拟算子算法快速重建的优势,并利用MD自聚焦算法实现了回波2次相位误差的正确补偿,与现有基于两步迭代的稀疏微波成像自聚焦算法相比,收敛速度快,并可以实现较好的自聚焦效果。 展开更多

关键词 稀疏微波成像 合成孔径雷达(sar) 相位误差 自聚焦 子孔径相关 回波模拟算子

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一种基于混合模型的合成孔径雷达自聚焦算法

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作者 杨洋 王岩飞 《中国科学院大学学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2016年第5期656-663,共8页

提出一种基于混合模型的合成孔径雷达自聚焦算法.本方法用有限阶泰勒多项式估计低频相位误差,用自适应正弦多项式估计高频相位误差,解决了单一模型自聚焦算法对高频相位误差估计精度低的问题,提高了图像锐度和峰值旁瓣比,减小了主瓣宽度... 提出一种基于混合模型的合成孔径雷达自聚焦算法.本方法用有限阶泰勒多项式估计低频相位误差,用自适应正弦多项式估计高频相位误差,解决了单一模型自聚焦算法对高频相位误差估计精度低的问题,提高了图像锐度和峰值旁瓣比,减小了主瓣宽度.在研究利用相位误差参数模型进行聚焦处理的基础上,分析基于混合模型实现最优锐度自聚焦算法的可行性,并通过仿真和实测数据处理验证了本方法的有效性. 展开更多

关键词 合成孔径雷达(sar) 自聚焦 高频相位误差 混合模型

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秩-相位误差估计自聚焦方法的改进

12

作者 李立伟 Asif Raza 毛士艺 《电子科学学刊》 CSCD 1999年第6期771-778,共8页

本文提出了改进的秩-相位误差(IROPE)估计自聚焦算法。与ROPE算法相比,IROPE有两个优点:(1)它基于的模型更符合实际,所以具有更好的鲁棒性。(2)它对迭代过程初值的设定是近似准确的。本文通过近似分析证明,IROPE对相位误差差分的估计是... 本文提出了改进的秩-相位误差(IROPE)估计自聚焦算法。与ROPE算法相比,IROPE有两个优点:(1)它基于的模型更符合实际,所以具有更好的鲁棒性。(2)它对迭代过程初值的设定是近似准确的。本文通过近似分析证明,IROPE对相位误差差分的估计是最大似然(ML)估计,而相位梯度自聚焦(PGA)算法是IROPE的一个子集,即在满足一定条件时,IROPE和PGA对相位误差的估计都是线性无偏最小方差估计(LUMV)。 展开更多

关键词 sar 自聚焦算法 相位梯度自聚焦 雷达

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基于分数阶傅里叶变换的运动舰船聚焦算法 被引量：3

13

作者 孙玉鑫 丁娟娟 刘鹏 《电讯技术》 北大核心 2017年第5期510-517,共8页

为解决合成孔径雷达(SAR)图像中运动舰船目标产生的散焦现象,结合对比度最大算法和分数阶傅里叶变换(FRFT)算法,提出了一种改进的对比度分数阶傅里叶变换(CFRFT)自聚焦算法。该算法利用分数阶傅里叶变换对已成像SAR图像进行时频域分析,... 为解决合成孔径雷达(SAR)图像中运动舰船目标产生的散焦现象,结合对比度最大算法和分数阶傅里叶变换(FRFT)算法,提出了一种改进的对比度分数阶傅里叶变换(CFRFT)自聚焦算法。该算法利用分数阶傅里叶变换对已成像SAR图像进行时频域分析,根据旋转角分别利用参数模型和非参数模型对二阶相位误差和高阶相位误差进行补偿,和传统的相位梯度(PGA)法相比,图像分辨率和旁瓣比提升显著,可以更有效地补偿SAR中舰船运动产生的相位误差。对不同舰船和尾迹SAR图像实验表明,算法对二阶以上的相位误差具有较好的补偿效果,误差估计准确性高,适用范围广,解决了SAR运动舰船的散焦问题,提高了海洋舰船监测的准确性。 展开更多

关键词 合成孔径雷达 自聚焦 对比度分数阶傅里叶变换 相位误差补偿

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