干涉SAR成象算法研究

干涉SAR成象算法研究

乔蓉蓉[1]2000年在《星载合成孔径雷达多模式系统研究与信号处理》文中研究指明本文对星载SAR多种工作模式进行了研究,提出并解决了系统设计中的部分问题,设计了相应数据处理的算法,并采用模拟或真实数据进行了计算机仿真和验证,证明了其有效性和正确性。 基于星载ScanSAR系统的工作原理,研究并计算了各子条带波束的空间位置、系统的时问参数、脉冲重复频率的选择及信噪比等重要系统参数,为ScanSAR系统总体设计提供依据。重点研究了ScanSAR系统中的多视问题、方位分辨率问题及距离模糊问题,并提出了一新的ScanSAR系统特有的模糊概念,并对其影响做了定量分析。对实际ScanSAR系统的定时方式,星上监控软件以及数据形成格式提出了新的改进方案。 本文对ScanSAR数据处理算法的相位保真度进行了研究,并提出了一新的能保留峰值相位的基于R/D算法改进的SIFFT算法和改进的SPECAN算法,对其进行了模拟,并对其处理特性进行了讨论。最后以ERS1/2干涉SAR数据对模拟的ScanSAR数据,对这两种算法的相位保真度进行了验证。 通过对重复轨道的星载干涉SAR系统的研究,分析了干涉SAR系统的成象机理,详细分析研究了干涉SAR系统特有参数一基线的特性,给出了基线估计方法。从系统去相关的角度研究了干涉SAR系统的成象条件,详细分析了干涉系统的去相关因素,尤其对卫星轨道和卫星姿态角的变化引起的方位向多普勒频谱位移对系统相干性的影响进行了研究,为卫星轨道参数设计和姿态的控制提供依据。给出了度量干涉系统相干性的计算方法。对扫描工作模式数据进行INSAR成象所产生新的去相关特性进行了研究,并给出了其限制条件。 针对INSAR数据处理算法的主要环节图象预滤波、图象的配准、水平地形效应去除、降噪方法及相位展开方法等进行了分析,并设计了处理软件,用一对ERS1和ERS2数据验证了软件的可行性和正确性。

全刚[2]2000年在《干涉SAR成象算法研究》文中指出干涉合成孔径雷达(In-SAR)技术是目前遥感成象领域的一个热点。它具有覆盖面积大,空间分辨率高,高程精度高的优点,并且可以全天时、全天候的工作,是获取三维数字高程模型(DEMs)的一种最有效的方法。 本文概要介绍了干涉合成孔径雷达工作的基本原理及成象的基本算法,在此基础上着重对相位滤波和相位展开进行了细致的研究。在相位滤波方面,提出了一种新的滤波方法并应用于实际数据处理,可以极大的改善干涉条纹的质量,证明了方法的可行性。在相位展开方面,主要是承接了上一届同学的研究,更加深入的探讨了有关用多网格方法进行二维相位展开的问题,将重点放在了加权多网格方法上。并且不再局限于模拟数据的实验,而是以实际数据为基础作了大量实验,得到了有益的结果。

王风, PRINET, Veronique, 马颂德[3]2002年在《用干涉合成孔径雷达技术获取地表三维信息》文中认为干涉合成孔径雷达已广泛应用于产生高精度的数字高度模型、测量地表形变等领域 .介绍了干涉合成孔径雷达的基本原理和相关领域的历史发展 ,并就干涉合成孔径雷达技术的处理过程总结了如何利用干涉合成孔径雷达技术获取地表三维信息 .对处理过程中的关键技术——干涉图象的相位展开做了详细讨论 ,概括、分析、比较了近年来发表的大量的相位展开算法 ,总结了各方法的优缺点 ,指出了问题所在 .最后就国内、外在未来研究与应用方面的发展趋势及前景做了简要论述 .

李春升, 李景文, 周荫清[4]1995年在《空载合成孔径雷达技术及展望》文中研究指明空载合成孔径雷达(SAR)是一种现代高分辨率侧视成象雷达,它应用合成孔径技术、脉冲压缩技术和数字信息处理技术,获得方位向和距离向的高分辨率。本文将对空载SAR的现状及发展趋势进行综述,并主要讨论SAR的有关技术,涉及星载SAR工作模式和体制,雷达数字图象的信息获取与成象处理等,最后,给出了SEASAT-A卫星SAR数字成象结果。

宋芳[5]2005年在《合成孔径雷达干涉测量中的相位展开》文中提出雷达遥感技术自诞生以来,经过数十年的发展,如今在多个领域已被广泛应用,成为空间对地观测的一个热点问题。雷达数据的全天候以及全天时的优点使得雷达遥感得到人们越来越多的重视,近些年发展起来的干涉合成孔径雷达(Interferometric Synthetic Aperture Radar,简称InSAR)技术,提供了获取地表三维信息的新方法。 合成孔径雷达干涉测量技术是以合成孔径雷达复数据提取的相位信息作为信息源来获取地表的三维信息和变化信息的一项技术。合成孔径雷达是一种高分辨成象雷达,利用它可在能见度极差的气象条件下得到类似光学照相的高分辨率雷达图像。它是上个世纪五十年代末研制成功的一种主动微波传感器,最初用于机载成像,InSAR成像可用于对地震、火山和冰山等变化的监测,也可用于地球测绘和其它行星地形高度的探测,是一种很有前途的方法,具有全天候全天时三维成像,分辨率高,侧视力宽和透视力强等优点。 相位展开是干涉合成孔径雷达数据处理中的关键步骤之一,本论文的研究工作主要集中在干涉合成孔径雷达数据处理中的相位展开。研究内容主要包括综合论述了干涉合成孔径雷达中的干涉成像的原理以及模拟相位数据的研究,对干涉合成孔径雷达的干涉条纹图的相位展开方法进行了重点研究,将基于可靠性导向算法以及条纹频率分析算法分别应用于实际的相位数据和模拟的相位数据都获得了比较好的相位展开结果,充分说明了可靠性排序算法和条纹频率分析算法对干涉合成孔径雷达相位数据展开的有效性。主要的

谢列宾[6]2001年在《合成孔径雷达原始数据和成象数据压缩的研究》文中研究指明分类号一密级一 UDC 编号 中国科学院 硕士学位研究生学

徐江[7]2003年在《干涉合成孔径声纳信号处理算法研究》文中指出干涉合成孔径声纳(InSAS)是在合成孔径声纳(SAS)基础上垂直航迹方向增加一副(或多副)接收基阵,通过比相测高的方法得到场景的高度信息,从而得到场景的三维图象。它可用于航道测量、地形/地貌测绘、水下考古、打捞和石油工业等。此外对于提高水雷的识别概率也有益处。本论文对干涉合成孔径声纳信号处理过程进行了全面的论述,对其中的关键技术如保相的二维成像算法、复图像配准、干涉图降噪滤波和二维相位展开作了重点分析,并提出了一些新的方法,论文对推动我国干涉合成孔径声纳信号处理技术的研究具有重要的意义。 论文首先介绍InSAS系统的基本原理,回顾其发展历程,并简述了InSAS技术的国内外现状。 然后对干涉信号处理每个环节进行论述。探讨了保相的SAS成像算法,它是后续干涉处理的前提,分析几种常用的合成孔径雷达(SAR)成像算法在SAS中的应用,通过理论和实验比较各自优缺点。为了解决测距、测速模糊问题,SAS通常采用多子阵技术,而且由于SAS“停—走—停”假设往往不再有效,即测绘带内不同距离回波到达基阵时,基阵存在不可忽略的运动,所以论文提出了一种“停—走—停”假设不成立条件下的多子阵合成孔径声纳逐点成像算法以得到相位保真度更高的复图像。 SAS基阵平台的不稳定性以及水声信道的复杂性使得其运动补偿问题较SAR更为突出,论文对基于回波信号的合成孔径声纳运动补偿方法进行了较深入的研究。 干涉SAS复图像的配准按实际信号处理过程分三个步骤论述:初配准、频谱预滤波和子像素级配准,其中针对预滤波提出了一种自适应的距离向频谱滤波方法。 论述了水平地形效应产生原理及其消除方法,由于水平地形效应的存在使得两幅SAS复图像直接复共轭相乘得到的相位图不能直观地反映出实际地形的拓扑变化,所以在对干涉相位图进行滤波及相位展开处理前应当消除干涉相位图像的水平地形效应。 分析了干涉图相位统计特性,讨论干涉图相位降噪滤波问题,滤波可以针对干涉复图像进行,也可以直接对干涉相位图进行。在研究经典滤波方法的基础上,提出了一种地形适应的自适应干涉SAS滤波方法,在抑制噪声的同时,新方法保持了干涉条纹密集区的信息特征,具有很好的滤波效果。 对二维相位展开问题进行全面和详细的论述,重点分析了分支截断算法、区域增长算法、最小不连续性算法、最小均方算法、最小L~P范数算法和网络流算法的原理与实际应用。对各种算法的有效性、运算时间和内存需求进行了综合比较。由于网络流算法的速度快,更具工程应用价值,论文进行了更深入研究,同时提出了改进算法以得到更为精确的相位展开结果。 传统的单基线InSAS仅仅提供了测量能力,而没有分辨能力。同时,单基线InSAS的相位展开问题非常困难。所以论文对优化阵列结构的多基线干涉SAS的应用进行了探索性的研究。多基线干涉SAS系统能提供了更高的高度维分辨率,避免相位展开;同时,优化阵列在多基线干涉中的应用大大减少了达到一定分辨率所需的阵元数,降低了基阵过大引国防科学技术大学研究生院学位论文起的系统开销。论文最后对全文的工作进行总结,指出有待进一步研究的问题。

龙勇[8]2004年在《机载InSAR系统视频数据采集的原理、方法及其实现》文中研究说明论文对机载干涉SAR的系统进行了全面的描述,重点是机载InSAR数据采集分系统即综合数据处理机单元,特别是其中的视频A/D采集模块。形成了机载SAR干涉测量系统的实际实现和运用方案。 论文先对InSAR的发展和用途作了概述,然后在介绍SAR的成像原理的基础上,对机载InSAR的原理和工作模式、数据处理过程作了论述。再对机载InSAR系统进行了研究和论述,重点是综合数据处理机单元和其中的A/D模块。因为机载InSAR系统对回波信号A/D数据采集的特殊要求:双通道4路IQ,使系统在数据A/D量化和数据采集及传输速率上都有较高的要求,因此对综合数据处理机和A/D模块的硬件和软件实现都是机载InSAR系统中的一个关键部分。本文根据机载InSAR数据采集的原理,针对A/D单元和综合数据处理机单元进行了研究和分析。 为了实现高速海量的A/D数据采集和数据传输,需要使用嵌入式实时操作系统VxWork。本文对这一先进的系统进行了介绍。并介绍了它的Tornado集成开发环境。 在对这些原理方法和对系统软硬件的研究分析的基础上,对综合数据处理机包括A/D模块具体软件实现进行了研究和实现。并根据实验室对点目标的实验和SAR交轨干涉测量(XTI)实际飞行实验验证,实现了机载InSAR系统研制中数据采集对综合数据处理机和A/D模块具体要求。 本文根据作者的实际工作,对高精度动态GPS在机载新型SAR上的应用进行了研究,这些工作和研究在实际机载InSAR飞行应用和InSAR图像处理中发挥了重要作用。 最后,根据在机载InSAR系统数据采集分系统的研制中的实际工作和SAR交轨干涉测量(XTI)实际飞行实验和实验所采集的数据。本文还对工作的进一步延伸提出了建议。

章毓晋[9]2002年在《中国图象工程:2001》文中提出该文是关于中国图象工程的年度文献综述系列之七 .为了使国内广大从事图象工程研究和图象技术应用的科技人员能够较全面地了解国内图象工程研究和发展的现状 ,以及能方便地查询有关文献 ,现从 2 0 0 1年国内 15种有关图象工程重要中文期刊的共 10 8多期上发表的近 2 30 0篇学术研究和技术应用文献中 ,选取出 4 0 0多篇属于图象工程领域的文献 ,然后根据各文献的主要内容将其分入 5大类 ,又进一步分入 2 1小类 ,并进行了统计和分析 .根据统计分析结果可见 ,中国图象工程在 2 0 0 1年又有了许多新进展 ,如对成象技术的进一步重视 ,及其在知识产权保护、多传感器图象融合、高层语义信息等相关方面均形成了新的研究热点 ,而且图象技术的应用面也在不断拓宽 .

阎敬业[10]2005年在《星载三维成像雷达高度计系统设计与误差分析》文中认为当前三维成像测量技术是国内外遥感领域的主要热点之一。在海洋卫星高度计基础上发展起来,结合了孔径合成技术和干涉测量技术的三维成像雷达高度计就是其中之一,侧重于高精度宽刈幅的海面高度测量。本论文是对三维成像雷达高度计系统的进一步深化研究。主要研究内容包括星载三维成像系统的设计、系统误差分析、系统级计算机仿真以及基于原理样机的若干实验。在借鉴国内外相关领域已有研究结果的基础上,系统地总结了与三维成像高度测量技术有关的基本理论,分析了影响高度测量精度的各种因素,提出了系统误差检测和补偿的方法。同时,对系统辐射测量精度、天线方向图在轨定标、硬件系统失真的定标和补偿以及高度测量误差的定标进行了全面的分析,对可能达到的定标精度进行了讨论。进行了星载三维成像雷达高度计的系统设计。建立了第一套三维成像雷达高度计系统级仿真模型。最后,总结了在原理样机基础上的开放实验、飞行试验和运动目标检测实验。本论文的研究结果表明,三维成像雷达高度计能够获得高精度的高度测量结果,特别是海面平均高度的测量及三维成像。

参考文献:

[1]. 星载合成孔径雷达多模式系统研究与信号处理[D]. 乔蓉蓉. 中国科学院电子学研究所. 2000

[2]. 干涉SAR成象算法研究[D]. 全刚. 中国科学院电子学研究所. 2000

[3]. 用干涉合成孔径雷达技术获取地表三维信息[J]. 王风, PRINET, Veronique, 马颂德. 自动化学报. 2002

[4]. 空载合成孔径雷达技术及展望[J]. 李春升, 李景文, 周荫清. 电子学报. 1995

[5]. 合成孔径雷达干涉测量中的相位展开[D]. 宋芳. 四川大学. 2005

[6]. 合成孔径雷达原始数据和成象数据压缩的研究[D]. 谢列宾. 中国科学院电子学研究所. 2001

[7]. 干涉合成孔径声纳信号处理算法研究[D]. 徐江. 中国人民解放军国防科学技术大学. 2003

[8]. 机载InSAR系统视频数据采集的原理、方法及其实现[D]. 龙勇. 中国科学院研究生院(电子学研究所). 2004

[9]. 中国图象工程:2001[J]. 章毓晋. 中国图象图形学报. 2002

[10]. 星载三维成像雷达高度计系统设计与误差分析[D]. 阎敬业. 中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心). 2005

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