基于距离模型的波数域算法

合成孔径雷达(SAR)存在四种距离模型,本文利用这四种模型推导出四种波数域算法,给出了四种算法详细的推导过程,并得到了四种算法和四种模型之间的一一对应关系。文章提出了单色等效斜视波数域算法,该算法不需要插值,因而提高了计算效率,适合于小斜视角且测绘带宽度不大的情况下的快速成像。最后利用该算法对星载SAR的实际数据进行成像,结果表明在成像精度牺牲不大的情况下可以大大提高成像速度。     

机载SAR影像主动定位的数学模型研究

本文基于差分GPS(Differential Global Positioning System,DGPS)和惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)数据,在无控制点的情况下,导出了一种进行机载SAR影像主动定位的数学模型。此模型包括DGPS/INS数据进行坐标系转换、天线动态偏心改正、雷达天线相位中心插值和距离-多普勒(Range-Doppler,R-D)模型及解算。根据距离-多普勒(Range-Doppler,R-D)模型和数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)数据,获得机载SAR影像上每点所对应的地理坐标,重采样生成正射影像图。本文通过成都测区1m分辨率的机载SAR影像主动定位试验,验证了此数学模型的正确性,分析了主要系统误差源及系统误差的改正方法。     

星载SAR距离-多普勒定位算法中地球模型的修正

星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,简称SAR)距离-多普勒定位算法(R-D算法)模型基于严格的成像几何构建,不需在视场中设置任何位置确知的特征点。但对具有一定高程的目标,以往的研究将目标高程直接加在平均赤道半径上对地球模型进行修正。由于地球体的椭球特征,这种修正并不能完全消除高程对定位误差的影响,会产生随纬度和目标高程变化的定位误差。本文介绍R-D定位算法的原理,推导将目标大地高归算至地球赤道半径的公式,给出地球模型合理的修正公式。最后根据实例和仿真分析,表明在低纬度的定位研究中,以往的修正方式仍然可以达到很高的精度;而在高纬度和高海拔地区,则会产生较大的定位误差,应使用更为合理的地球模型。     

稀少控制下TerraSAR-X影像高精度直接定位方法

基于轨道数据的星载SAR影像直接地理定位技术是解决稀少控制条件下测图处理的重要手段之一,本文基于距离-多普勒(Range-Doppler,R-D)模型和地球物理模型,提出了一种由粗到精的TerraSAR影像直接地理定位方法.首先利用AIRGM算法对SAR影像目标进行粗定位,然后结合低分辨率DEM对SAR影像进行精定位,...     

无控制点条件下的SAR影像直接定位

利用高分辨率SAR影像,以距离-多普勒(R-D)模型作为SAR几何模型,并结合影像附带的星历数据,实现了无控制条件下的SAR影像直接定位。以平均高程为371 m的武汉丘陵地区的数据进行试验,结果表明在无控制条件下,距离向和方位向的定位精度中误差分别达到±137.43和±172.54 m。     

SAR 图像中不同特性条纹噪声的滤除

分析Burst工作模式星载SAR 系统中, 采用全孔径成像算法会产生周期性明暗条纹噪声的原因, 提出一种简单高效的一维频域滤除算法, 并给出包含该操作的改进距离多普勒成像算法流程。对于因雷达系统本身原因而产生的一些非周期不规则条纹噪声进行讨论, 针对此类噪声提出一种二维频域区域滤波的算法。通过对实际星载SAR 数据的处理, 验证算法的有效性。     

考虑多普勒参数的SAR影像距离——共面方程及其定位

通过对合成孔径雷达（SAR）影像成像几何机理的分析,以传感器位置和姿态作为定向参数,构建了考虑多普勒参数的SAR影像距离—共面方程及基于该方程的SAR影像空中三角测量模型。以登封地区99景0.5 m分辨率机载非0多普勒SAR影像为试验数据,进行了单片定向、无控制点的自由网平差、稀少控制点的区域网平差及带有自检校参数的区域网平差等系列试验。与R-D模型相比,本文模型减少了定向参数的数目,实现了SAR影像与POS数据的联合平差处理,建立的带有自检校参数的SAR影像区域网平差模型,对提高稀少或无地面控制点条件下未进行（或低精度）几何定标SAR影像的区域网平差精度起到了显著作用。较少控制点条件下模型满足了丘陵和山区1∶5000/1∶10000航摄测图对空中三角测量精度的要求。     

距离-多普勒法对月面目标定位精度的研究

距离-多普勒(R-D)定位法是利用卫星星历数据和雷达回波数据的距离-多普勒信息对SAR图像目标进行定位,因无须在视场中选参考点,这对月面目标定位具有重要意义。距离-多普勒定位法对地面目标的定位已有广泛的应用,并有较好的精度,本文通过对定位误差源的分析和仿真,得出了距离-多普勒定位法对月面目标定位的精度。     

无地面控制点的星载SAR影像直接对地定位研究

针对星栽合成孔径雷达（SAR）对地面目标的定位问题，分析了在无地面控制点的情况下，利用距离-多普勒（R-D）模型和地球模型进行对地定位的理论与方法，给出了在无地面控制点（GCP）而有数字高程模型的情况下利用R-D模型进行对地定位的求解方法。用天津地区ERS-1数据进行实验，其结果与当地地形图进行比较，精度在50m以内，表明该文提出的方法是正确、可行的。     

基于机载LiDAR技术的DSM生成与地物变化自动检测方法

机载LiDAR技术能够精确表示地表起伏状态,通过适当的插值算法,可以生成数字地表模型(DSM)。本文利用一种改进的反距离权重邻域内插算法(四点反距离等分权重法),生成2006年和2009年同一城市地区的DSM,利用软件自动提取地物高度变化,从而获得地物变化信息。     

机载双基地SAR实测数据成像

建立双基地SAR的单基地等效模型,分析了系统时间同步误差的机理;提出了双基地SAR回波中的直达波数据进行时间同步误差校正的算法;在双基地SAR单站等效模型的基础上,利用时变阶梯变换算法进行成像处理。经过理论分析,实测数据处理验证,这一算法是有效的,能够校正双基地SAR时间同步误差,较好地进行实测数据的成像处理。     

A Novel Approach to Range Doppler SAR Processing Based on Legendre Orthogonal Polynomials

The range Doppler algorithm (RDA) is based on Taylor series expansion for the transfer function (TF) phase component, resulting in increasing phase error as the range frequency or the squint angle increases. We introduce Legendre orthogonal polynomials into synthetic aperture radar data processing steps to replace Taylor series expansion used in approximating the TF phase. A novel range Doppler imaging approach based on Legendre expansion is addressed with an extended RDA as example, and the analytical expressions of the new phase multiplication factors are then derived. The simulation results show that the proposed method provides better focusing performance than the conventional RDA in the same squint case and is more suitable for the large squint mode while there is negligible increment of computation load.     

Quartic-Phase Algorithm for Highly Squinted SAR Data Processing

In this letter, an algorithm based on a quartic-phase model is discussed for processing highly squinted synthetic aperture radar (SAR) data from a large range swath. In the algorithm, a precise quartic-phase model is adopted to describe a range-dependent property of the SAR signal; a constant factor and a secondary scaling process are introduced to make the algorithm easy to be utilized compared with traditional nonlinear chirp scaling algorithms. The novel algorithm can process SAR data under a squint angle above 50deg and achieve a focus depth over 60 km     

分形分析中的无标度区确定问题

分形无标度区的求取是随机分形应用研究的前提和基础。介绍目前求解无标度区的几种方法并分析其优缺点，提出一种基于标准偏差的自适应方法。同时针对自然地形、遥感图像等特大尺度范围的情况，在该方法中引入遗传算法，应用遗传算法的快速寻优功能，加快标度区间的确定速度。将这些方法应用于地形分析中的分形参数提取实验，证明自适应方法能较为准确、可靠地提取分形参数；而加入遗传算法的改进方法，大大地缩短了无标度区间的搜索时间，为大尺度范围分形对象的特征值快速测量提供有力的支持。     

基于星间测距的导航星座自主定轨研究

导航星座的自主定轨是提高其生存能力的重要方面,利用星间测量信息可以实现星座的自主定轨。提出了一种利用改进的Kalman滤波融合动力学信息和星间测距信息,并实时修正积分初值的自主定轨算法。采用IGS精密星历仿真星间测量值,运算结果表明该算法能获得较高的定轨精度。     

顾及有色噪声影响的位置域双频载波相位平滑伪距算法

载波平滑伪距技术是一种有效的GNSS数据处理技术，在很多高精度实时定位场合得到了广泛的应用。本文在随机模型中考虑载波相位时间差分观测量中有限冲激响应有色观测噪声的影响，推导出采用递归最小二乘方法的距离域和位置域双频载波相位平滑伪距算法，并利用实测数据验证了新算法的有效性。试验表明，相位平滑伪距能够减小伪距观测值的误差，提高伪距观测量的精度，从而提高定位精度；相对于传统的算法，距离域与位置域滤波的伪距平滑精度均有提高，三维定位误差精度均得到改善；同时表明，载波相位时间差分的有色噪声对平滑效果和定位精度有一定的影响。     

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。     

高遮挡环境下卫星数不足四颗的GPS定位研究

讨论了GPS接收机观测卫星数不足4颗条件下的GPS导航定位问题，提出拟合外推接收机钟差，联合大地高，地图匹配的方法，推导了相应的数学模型，并编程实现其算法，对实际车载动态GPS数据进行解算。解算结果表明：利用上述方法可以解决观测卫星数不足4颗条件下的GPS导航定位问题。     

基于流域DEM遍历的3维淹没分析算法

在基于DEM遍历进行淹没分析基础上,提出了基于流域范围约束的DEM遍历算法,减少DEM遍历阶数,以提高计算速度。同时,将算法付诸于代码实现,在算例中与全局遍历进行对比测试。其对比结果表明,基于流域DEM遍历的淹没分析算法速度更快,计算结果可信。在大数据量条件下,速度优势更为明显,而在流域特征显著的地形条件下,计算结果精度高,与全局遍历结果基本一致。本文所研究的基于流域DEM遍历算法使得淹没分析更高效,对水文水力的研究与生产提供了捷径。