MIMO下视阵列SAR倾角误差补偿算法

结合POS真实数据形式,引入传统光学摄影测量的外方位元素,提出了基于倾角误差的MIMO下视阵列SAR误差补偿方法。该方法首先在三维空域补偿与波束无关的相位误差;其次将补偿后的回波数据变换到航迹向-跨航向二维波数域,并沿航迹向和跨航向均匀分为M和N段,获得MN个子块,每个子块补零并扩展到原尺寸后,将回波变换到航迹向-跨航向二维空域、距离向波数域,补偿与波数相关的相位误差;再次转换到三维空域,把每个子块补偿的数据直接相加,得到最终回波;最后使用三维RD成像算法得到聚焦正确的三维成像结果。通过仿真试验验证了方法的有效性。     

MIMO下视阵列SAR阵列抖动误差补偿算法

根据机翼抖振理论,将飞机机翼以机身为对称轴一分为二。每个虚拟阵元看作一个质点,构建了简易的阵列抖动误差模型,提出了MIMO下视阵列SAR系统阵列抖动误差补偿方法。该方法将阵列抖动误差分解为不依赖距离和依赖距离两部分。结合高效的三维距离多普勒成像算法,在距离压缩前执行不依赖距离的一次抖动补偿;在距离徙动校正和方位压缩之间执行依赖距离的二次抖动补偿和方位向时域插值重采样,从而实现观测场景的三维成像。以真实SRTM DEM为原始场景进行仿真实验,补偿前后的成像结果验证了方法的有效性。     

一种鲁棒的RFM模型定位精度优化方法

针对传统有理函数模型(RFM)系统误差补偿方法局限于姿态角误差小、相机视场角小的情况,提出了一种鲁棒性更好的卫星影像定位精度优化方法。该方法首先通过影像附带的有理多项式系数(RPC)计算出像元视线向量,再根据视线向量恢复出成像时刻虚拟外方位元素;然后对恢复的虚拟外方位元素构建误差补偿模型;最后根据控制点信息求解出模型参数后更新RPC文件。该方法从系统误差产生的原因构建补偿模型,可以规避传统方法的近似假设和条件限制。采用仿真数据和真实数据进行试验的结果表明:当姿态角误差较小时,该方法可达到与传统方法相当的精度;当姿态角误差较大时,可达到比传统方法更高的精度。     

一种利用同名像点位姿变化建立某型器物量测系统误差补偿新方法

运动误差可由位姿变化反映,基于此提出了一种利用同名像点位姿变化建立某型器物量测系统误差补偿新方法。该方法首先在位置1处观测,通过控制器主动做定量位姿变化到位置2,结合位置1处外方位元素与坐标转换原理得到位置2处外方位元素初始值,进而利用条件共线方程解得位置2处标定板角点拟合像素坐标;然后在位置2处观测,并将标定板中同名像点像素坐标作为观测值,与拟合值作差可列出误差方程式,迭代求解误差改正数;最后利用获得的多组误差数据,通过非线性最小二乘拟合获得运动误差补偿模型。实验表明,利用该方法检测运动误差无需测量仪器参与,操作便捷,代价成本低;此外,补偿模型所需参数较少,补偿后误差减小至亚毫米级。     

一种新的经纬仪自准直方法

在高精度方位传递及方位保存中,常常采用平面镜法线作为方位基准,在使用方位基准时,采用经纬仪自准直的方式来获得平面镜法线方向。常用的自准直方法需要在经纬仪上安装自准直灯,以平行光作为准直方向,但该法存在调焦误差大、作用范围小灯缺点,为弥补传统自准直方法的不足,提出一种新的经纬仪自准直方法,即外觇标自准直法。该法具有适用面广、调焦误差小、操作方便等优点。严密的几何证明及实验数据验证表明外觇标自准直法准确可靠,在工程实践中具有实用价值。     

雷达信号闪烁的相位梯度自聚焦波形拟合算法

针对轨道器雷达在对火星浅层地表探测时，受火星电离层的影响信号方位向相位闪烁问题，该文对HF频段相位误差补偿方法进行系统研究，面向孤立强散射点存在的雷达成像场景，提出了利用Epstein函数的相位梯度自聚焦波形拟合算法(WF-PGA)。同时针对信号方位向波形畸变和非对称性，引入Epstein函数对归一化幅度进行偏态曲线拟合，并采用动态窗宽来保证算法的自适应性，最终达到对雷达信号闪烁效应的抑制作用。通过对仿真数据进行算法实验，结果表明，该算法能有效提升相位误差重建精度，提高对轨道器雷达闪烁效应的抑制效果。     

一种新的经纬仪自准直方法

在高精度方位传递及方位保存中,常常采用平面镜法线作为方位基准,在使用方位基准时,采用经纬仪自准直的方式来获得平面镜法线方向.常用的自准直方法需要在经纬仪上安装自准直灯,以平行光作为准直方向,但该法存在调焦误差大、作用范围小灯缺点,为弥补传统自准直方法的不足,提出一种新的经纬仪自准直方法,即外觇标自准直法.该法具有适用面广、调焦误差小、操作方便等优点.严密的几何证明及实验数据验证表明外觇标自准直法准确可靠,在工程实践中具有实用价值.     

基于RTK的船载电子罗盘现场标定方法研究

介绍电子罗盘的原理、误差特性及误差补偿方程,提出一种针对便携式遥控测量船的电子罗盘误差补偿测量方法;该方法可以实现误差补偿测量自动化和便携式遥控测量船野外现场标定。实验表明,该误差补偿测量方法灵活有效,满足便携式遥控测量船的导航需求。     

同步带类运动控制器几何误差的成像检测方法

用于变形监测任务的激光雷达扫描仪需要采用运动控制器来变换探头位置以发射/接收光束，通常运动控制器由步进电机与同步带构成。提出了一种基于外方位元素标定的同步带类运动控制器误差模型建立方法，具体步骤为:①恢复运动轴上不同位置处已知控制点坐标与像平面坐标之间的单应关系，得到摄影机的内、外方位元素；②对不同位置处外方位元素中的平移向量进行线性运算后，求解相应的位置关系；③将输入脉冲数对应的距离作为真值，与所求位置关系作差得到多组误差数据，利用拟合对误差建立多项式模型。实验结果表明，利用该方法检测误差所需设备少且操作简单，所建误差模型精度达到亚毫米级，并能有效地对位置控制予以补偿；同步带类运动控制器的主要误差来源于同步带，以其作为基础的相关测绘仪器可分部件进行验校，以节省使用成本。     

余弦调相散射波干扰对SAR双通道对消干扰抑制的影响

作为多通道合成孔径雷达(SAR)的一种高效便捷的抗干扰方法,SAR多通道对消技术可有效抑制包括散射波干扰在内的多种干扰类型,于是提出采用方位向余弦调相散射波干扰方法来对抗SAR双通道对消的干扰抑制能力。该方法通过对传统散射波干扰慢时间域进行余弦调相,不仅实现了干扰信号的方位向扩展,更使得干扰信号到达各通道之间的相位关系发生严重改变。这种相位差变化会影响干扰对消过程中的自动相位搜索环节,扰乱对消时所需补偿相位的估计结果,进而严重破坏对消后的真实场景成像。以SAR双通道对消系统为例分析了该干扰方法的影响效果,理论分析与实验结果表明:余弦调相散射波干扰可使得补偿相位的估计结果在慢时间上近似正弦分布;在双通道对消成像中,该干扰使得真实场景在方位向上被重复搬移,造成严重的影像重叠,同时在方位向上伴随着密集的明暗条纹;干扰效果可通过设定余弦调制频率、调制指数等参数进行控制。     

On the meaning of geodetic orientation

After deriving models for changes of coordinates and azimuths due to rotations, the investigation considers methods for modeling terrestrial orientation in adjustments of geodetic networks. If a misorientation of a geodetic network exists, this can be due to systematic errors in astronomic longitude or in astronomic azimuth, or in both. A separation of these two effects is not possible in practice. The initial azimuth at the datum origin contributes to the orientation only as much as any other azimuth of the same weight.     

惯导系统横向坐标法导航性能研究

针对惯导系统横向坐标法,推导了惯导横向坐标系下的系统误差方程,通过求解静基座下的系统误差方程,研究了系统初始误差和惯性测量元件误差对基于横向坐标法的惯导系统的影响,在此基础上完成了系统误差仿真,并与地理经纬坐标解算方法进行比较。理论分析及仿真结果表明:横向速度误差、水平姿态误差为周期震荡型误差,位置误差和航向误差为随时间增长的积累型误差;横向坐标系法可以有效解决惯导地理经纬坐标解算方法的计算奇异和系统误差过大的问题。     

掩星大气反演中的电离层二阶项效应的分析

以MSIS90大气模型、3D NeUoG电离层模型和IGRF11地磁场模型为基础,用三维射线追踪法模拟了无线电掩星中电离层二阶项残差的变化,研究了其在不同太阳活动强度、不同地方时、不同方位角下的变化,以及在全球的分布特征。结果表明,二阶项残余误差通常在亚cm级水平,但在较高太阳活动水平下,或当掩星发生地位于中低纬度地区,掩星方位角约为0°或180°时,二阶项残余误差可达到cm级,而且在全球分布呈现出“三峰”结构。     

Interpolation-free coregistration and phase-correction of airborne SAR interferograms

This letter discusses the detection and correction of residual motion errors that appear in airborne synthetic aperture radar (SAR) interferograms due to the lack of precision in the navigation system. As it is shown, the effect of this lack of precision is twofold: azimuth registration errors and phase azimuth undulations. Up to now, the correction of the former was carried out by estimating the registration error and interpolating, while the latter was based on the estimation of the phase azimuth undulations to compensate the phase of the computed interferogram. In this letter, a new correction method is proposed, which avoids the interpolation step and corrects at the same time the azimuth phase undulations. Additionally, the spectral diversity technique, used to estimate registration errors, is critically analyzed. Airborne L-band repeat-pass interferometric data of the German Aerospace Center (DLR) experimental airborne SAR is used to validate the method.     

基于SDP4模型的导航卫星仰角及方位角预报

地面站可控天线可以不借助接收机而直接监测导航卫星的信号质量,地面天线伺服系统根据卫星的实时位置计算出仰角及方位角来确定天线的指向。广播星历及历书等常用的计算卫星位置的方法虽误差较小,但其误差随时间迅速扩大,基于该问题,论文论述了双行星历（TLE）结合SDP4模型进行卫星轨道预报方法,利用SDP4模型计算GPS导航卫星的实时位置并预报卫星的仰角及方位角,采用IGS 事后精密星历对其角度预报误差进行了评估,同时,还将该方法的预报误差与广播星历、历书、STK高精度轨道预报等方法的预报误差进行了对比。实验结果表明：采用SDP4模型对导航卫星进行位置预报可满足误差要求,且时间有效性长、通用性好,具备实际应用价值。     

A new method for precise astro-azimuths

The theodolite used in this method is completely leveled by using autocollimation from a free mercury surface. This eliminates the need for striding or hanging levels which are in conventional use to level the trunion axis of the theodolite. Mercury leveling is more accurate and can be performed in a much shorter time than leveling by the striding or hanging levels. In addition, this new method removes the unavoidable axis wobbles contaminating the observed horizontal angles between the star and the azimuth mark. The uncontrolled wobble errors affecting azimuths can be up to three arc seconds. The axis wobbles are removed by using autocollimation from an axis mirror which is perpendicular to the trunnion axis of the theodolite. Autocollimation coincidences from the mercury and from the axis mirror can be made within one or two tenths of an arcsecond. This new method and instrumentation surpasses the obtainable precision by the conventional first-order astro azimuth observations by reducing the unknown systematic wobble and level errors by one order of magnitude.     

滑动聚束模式SAR影像干涉处理方法

合成孔径雷达聚焦成像时,因地球旋转和传感器姿态控制误差而产生的非零多普勒中心在聚焦影像方位线中引入了线性相位,因此在干涉处理时方位线不能作为基带信号进行重采样。为了确保相位信息在重采样过程中不出现损失,一般采用内插核调制的方法完成方位线重采样。滑动聚束模式影像因成像的特殊性,聚焦影像的多普勒中心分布更加复杂,其方位线为时变信号。分析了滑动聚束模式影像点目标的多普勒历程,多普勒中心在方位线的变化规律,时变信号的内插方法,并通过模拟实验验证非零多普勒中心对内插精度的影响,最后对DORIS软件重采样环节进行改进,即采用新的多普勒中心表达式对内插核进行调制完成影像重采样,实现TerraSAR-X卫星滑动聚束模式影像的干涉处理。     

Data Fusion Technique for Multibeam Echosoundings

1　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＩｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓｍｕｌｔｉｂｅａｍｅｃｈｏｓｏｕｎｄｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓ,ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｓｈａｌｌｏｗ＿ｗａｔｅｒｍａｐｐｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓ,ｈａｖｅｂｅｅｎｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｒａｐｉｄｌｙｆｏｒｖａｒｉｏｕｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ .Ｔｈｅｍａｉｎｍｏｔｉｖａｔｉｏｎｆｏｒｇｏｉｎｇｆｒｏｍｓｉｎ ｇｌｅｂｅａｍｅｃｈｏｓｏｕｎｄｉｎｇｔｏｍｕｌｔｉｂｅａｍｅｃｈｏｓｏｕｎｄｉｎｇｉｓｔｈｅｃａｐａ ｂｉｌｉｔｙｏｆｐｒｏｄｕｃｉｎｇｍａｐｓｏｆｍｕ…     

Data fusion technique for multibeam echosoundings

On the basis of an analysis of the error sources in multibeam echosounding system, a data processing method for compensating systematic errors in multibeam survey is proposed. In order to improve the accuracy of overall swath, a data fusion technique using single beam survey data as control information for single beam and multibeam echosounding is then presented. Some questions involved in solving the adjustment problem, such as its feasibility and the numerical stability, are discussed in detail, and a two-step adjustment method is suggested. Finally, a practical survey data set is used as a case study to prove the efficiency and reliability of the proposed methods.     

多波束与单波束测深数据的融合处理技术

本文在全面分析和总结多波束海洋测深主要误差源的基础上，提出通过相邻条带测深数据融合处理进行多波束测深系统偏差补偿方法；并提出以单波束测深数据作为控制，进一步提高多波束测深整体测量精度的数据处理方案；详细讨论了数据融合处理中的数值解算可行性和稳定性问题，相应提出了两步平差方法。本文最后使用我国自行研制的条带测深系统实测数据验证了上述方法的有效性和可靠性。