差分层析SAR技术研究现状分析

差分层析SAR是在层析SAR基础上发展起来的一种四维信息反演技术。它不仅实现了对雷达目标的三维分辨能力,同时可以获取目标的形变速率信息,可实现对目标方位-距离-高度-时间四维成像,这对实现城市基础设施动态形变监测、古建筑风险评估、重要工程安全监测等应用具有重要实际意义和价值。本文基于差分层析SAR成像原理,分析了成像处理过程中存在的问题,总结了差分层析SAR成像算法研究现状和特点;最后列举了差分层析SAR技术的主要应用领域,并对其技术发展趋势进行了展望。     

航空线阵摆扫式相机严格成像模型的构建与验证

对航空线阵摆扫式相机严格成像模型进行了深入研究。在分析航空线阵摆扫式相机的结构及成像几何的基础上,建立了合理的坐标系统用于描述相机物像相对运动的光线旋转关系,构建了线阵摆扫式相机的严格成像模型;利用蒙特卡洛法对严格成像模型的各个误差进行仿真,分析了其对几何定位精度的影响;通过模拟影像数据空间后方交会试验,验证了严格成像模型的正确性。     

高分辨率遥感卫星及其应用现状与发展

商业卫星在近十年内得到了飞速的发展,无论在国民经济建设、减灾防灾与地图测绘,以及军事测绘与情报收集等方面都具有十分广阔的应用前景。鉴于其巨大的经济与军事效益,世界上许多国家或地区都十分重视高分辨率成像卫星的研究开发,竞争日益激烈。本文对国外高分辨率成像卫星的发展背景,当前发展水平与现状进行了分析研究,对其军事应用与民用现状进行了分析,最后对高分辨率成像卫星及其应用的未来发展做了展望。     

Alta U9000相机噪声的测试与分析

CCD在成像过程中不可避免地引入一定的噪声,这些噪声将对以图像检测为基础的CCD各种工程应用带来误差。本文分析了各种CCD噪声的来源及其数学性质,并对科学级CCD Alta U9000相机的各种噪声进行了量化分析,给出了暗电流噪声、成像电路噪声及随机噪声的变化规律;对不同积分时间的图像进行了噪声抑制实验。实验证明,根据对U9000 CCD噪声的预先测试数据,其噪声中的暗电流噪声、成像电路噪声等系统噪声可以得到很大的抑制,而随机噪声无法抑制。     

DGPS/IMU数据在机载InSAR成像运动补偿中的应用

InSAR系统是根据两幅相干复影像的相位差进行高程测量的,相位精度是影响系统高程测量精度的主要因素之一.近几年随着DGPS/IMU技术的发展,其精度越来越高,已被广泛用于机载地理信息获取系统;同时,利用高精度的DGPS/IMU数据进行高分辨率的InSAR成像运动补偿也已受到重视.在分析了InSAR成像运动补偿对相位影响的基础上,研究了利用DGPS/IMU数据进行机载InSAR运动补偿的成像方法,并用实际数据成像,给出了运动补偿效果.     

卫星成像质量可靠性研究初探

将可靠性理论引入到航天摄影测量中,研究卫星成像质量可靠性问题。提出了卫星成像可靠性即是在规定条件和时间内,卫星的成像质量达到规定要求的能力;卫星成像质量可靠性分为可靠性设计、测试、增长和保持4个部分,并对可靠性的分析方法和流程进行叙述。对国外主流光学/合成孔径雷达（synthetic aperture radar,SAR）卫星成像质量可靠性研究情况进行了概述,针对国产卫星成像质量可靠性进行初步的研究和分析,验证了卫星成像质量可靠性理论与方法在国产卫星应用的有效性。     

对地聚束成像SAR卫星姿态控制技术研究

根据合成孔径雷达(SAR)卫星对地聚束成像模式下的任务特点,对其成像覆盖区域进行分析,推导出对地聚束成像的期望姿态跟踪规律。为了尽快跟踪地面目标,需要多轴同时进行大角度姿态机动控制;为了实现SAR天线对地聚束成像,跟踪上目标后还需要进行连续跟踪姿态机动。本文采用测速反馈的反作用飞轮控制技术,设计了基于时间最优bang-bang控制的PD控制器,实现了地面目标的快速跟踪指向;针对系统存在的扰动,在PD控制器中设计了系统的前馈输入补偿器,从而保证了姿态跟踪指向的精度。姿态控制系统数学仿真结果表明该控制技术有效。     

岩石实验室光谱对应分析

成像光谱图像具有几十个窄波段和高的光谱分辨率,使直接识别岩石岩性成为可能,但其海量数据又为数据的处理、分析和应用带来了不便。因此就需要寻求一种在不损失信息或最大限度保持原有信息的前提下又压缩或最小化数据量的方法。在对岩石实验室光谱按成像光谱仪（ＭＡＩＳ）通道重采样后,应用了一种特征信息提取的方法（对应分析法）,对岩石光谱进行了分析,达到了压缩数据与岩石分类的目的,同时也探讨了其处理大数据量成像光谱图像数据的意义     

星载ScanSAR模式成像算法分析

ScanSAR模式是现在SAR卫星的工作模式之一,具有幅宽大,时间间隔短的优点。介绍了ScanSAR的成像原理,重点分析了全孔径RD算法,改进的SPECAN算法和ECS算法等几种适合于ScanSAR模式雷达回波成像的算法,并对其特点进行分析了比较。     

集群环境下星载线阵相机成像光线追踪模拟

为了精确模拟卫星的成像效果,服务于卫星指标参数论证以及地面系统设计,该文在分析常用卫星模拟方法的基础上,基于多核SMP集群架构,选择利用光线追踪原理,同时依据星载TDI-CCD线阵相机的特有成像模型,通过使用时间-空间积分方法对卫星成像过程进行模拟,得到了高分辨率的星载线阵相机模拟影像。实验结果表明该方法能有效地模拟卫星遥感影像的成像过程,其模拟影像数据可以应用于遥感成像卫星前期指标论证设计中。     

地表反射率数据库的构建及其应用

针对实现卫星对地观测的自适应多模态,需要根据先验判定卫星成像区域内地表覆盖类型及其反射率状况建立与太阳光照条件、地表覆盖类型、反射率相关的成像载荷积分时间、不同压缩比的成像参数设置模型,以选择最优的观测模式的问题,该文以中分辨率成像光谱仪(MERIS)地表反射率影像和GlobCover全球陆地覆盖分类图为数据源,建立了地表覆盖分类图及其反射率影像矢量化处理的技术流程,构建了以冰雪、沙漠、裸土、岩石、农作物、森林、草地、水体等不同地表覆盖类型及其在不同季节蓝、绿、红、近红外波段的地物反射率数据库。以此作为遥感卫星成像任务规划的技术支撑,构建自适应选择最优的观测模式,提升遥感图像的质量。     

基于高分辨率机载SAR数据的试验研究

主要研究了高分辨率机载SAR数据运用于测绘试验的可行性,提出数据处理的关键流程,诸如数据获取、成像处理、预处理、几何处理、融合处理,以及可供提取的最基本的制图要素,诸如道路、铁路、水系、植被、耕地和居民地,并进行了精度评估,最后对地形图更新,提取变化信息。试验结果初步表明高分辨率、高成像质量的机载SAR影像数据应用于测绘领域是可行的。可以看出高分辨率机载SAR影像的应用得到了比较满意的结果。     

大气折射率时间变化对地球同步轨道圆迹SAR聚焦性能的影响

结合了圆迹SAR(CSAR)和地球同步轨道SAR(GEOSAR)的特点,地球同步轨道圆迹SAR(GEOCSAR)具有大面积区域观测、可获得目标三维信息、可对目标区域连续监测等优点。但GEOCSAR合成孔径时间长,完成整个圆周孔径测量的时间为24小时,而大气变化的时间尺度经常表现为数分钟到数小时,因此大气折射率时间变化将会对GEOCSAR方位向聚焦成像产生重要影响。本文考虑L波段GEOCSAR,因此对流层和电离层效应均不可忽略。文中建立了对流层和电离层折射率时间变化引起的相位误差模型,分析和推导了折射率时间变化对GEOCSAR方位向聚焦性能的影响,计算了引起L波段GEOCSAR聚焦性能退化的最小对流层折射率和电离层电子含量随机时间变化量,并通过仿真进行了验证。     

若干高光谱成像新技术及其应用研究

高光谱成像数据已广泛应用于地质、海洋、农林、水文、城市、环境和军事等领域,对经济的可持续发展发挥了促进作用。随着研究的深入和应用的拓展,对高光谱成像系统的技术要求呈现多样化趋势。本文简要回顾了国内外高光谱成像技术的主要发展历程,依次阐述了运动补偿高光谱成像、紧凑型热红外高光谱低温光学、宽谱段一体化机载高光谱集成、基于AOTF分光的凝视型高光谱成像以及阶跃集成滤光片等具有代表性的高光谱成像关键技术,并简要介绍了这些新技术在天宫一号、嫦娥三号等国家重大任务中的应用情况。     

城市区域高分辨率线阵CCD卫星影像模拟

针对存在高大建筑物的城市区域的高分辨率遥感卫星成像模拟问题,利用3D模型作为模拟数据源,从线阵CCD高分辨率遥感卫星成像方式及特点出发,综合考虑成像时的几何变形因素影响,按照线中心投影方式对卫星遥感器进行成像模拟。最后通过实验验证了该方法是可行的,并能取得较为满意的成像模拟效果。     

Effects on Three-Dimensional Geosynchronous Circular SAR Imaging by Orbit Errors

Circular SAR imaging on the geosynchronous orbit is an innovative SAR imaging mode, which can perform high resolution three-dimensional (3D) imaging with continuous observations for a large area. However, for geosynchronous satellites the orbit is severely disturbed by perturbing effects, and the orbit error will be an important factor influencing the SAR imaging on the geosynchronous orbit. In this paper, the effects of the orbit error on performances of 3D geosynchronous circular SAR (GEOCSAR) imaging are analyzed. The error model is firstly made, and then the orbit error propagating into the distance from the radar to the target (range) is derived. Furthermore, the effects of different components of the range error on the quality of focused SAR signals are deduced, based on the 3D GEOCSAR signal model with time-domain correlation algorithm. The analyses and simulations will quantify and verify the required accuracies of GEOCSAR orbit estimation for ensuring the 3D imaging quality.     

线阵CCD卫星影像外方位元素求解的研究

线阵CCD技术已广泛应用于高分辨率卫星遥感影像,但其外方位元素的强相关性使得法方程出现病态,难以得到稳定的解。本文在基于严密成像模型的基础上,采用SPOT卫星影像对几种常见的去相关方法进行了比较,并在谱修正迭代法的基础上,提出了一种新的去相关方法。根据谱修正迭代法中法矩阵的特征,对初始值乘以一个系数,不仅没有改变原有的无偏性质,而且使其对初值的依赖程度大大的降低。分析与试验结果表明,这种改进是有效的。     

单景卫星遥感影像目标运动信息提取技术

深入分析了高分辨率卫星遥感线阵推扫成像过程中运动目标影像的时空移变特性,充分利用卫星多线阵推扫成像传感器排布特点和卫星成像时间、姿态和轨道等辅助参数,建立了线阵推扫时空移变成像模型。提出了一种基于单景卫星影像不同波段信息的目标运动信息提取方法,并采用资源三号多光谱影像进行了飞机飞行速度信息提取试验。试验结果验证了基于单景卫星影像提取速度信息的有效性和稳定性。     

有理函数模型实现影像点定位和纠正的方法

随着新型传感器的技术发展，特别是高分辨率商用卫星的运行，有理函数模型（Rational Funciton Model,RFM）在解决影像点定位和影像几何纠正方面的优越性体现得越来越明显。文中首先介绍RFM模型的原理和应用特点，然后结合典型的实际数据进行试验。结果表明通过适当的模型设计完全可以满足影像点定位和影像图生成的要求。     

IKONOS立体像对提取DEM及正射纠正的实验研究

利用高分辨率的IKONOS立体像对进行DEM的提取及对影像进行单片正射纠正，这是IKONOS影像用于立体测图的基础。进行上述处理必须建立IKONOS影像成像模型，即有理函数模型，在分析有理函数模型的基础上，阐述了上述操作的原理，并通过实验进行了论证。