SIMO-MIMO模式城市建筑群下视阵列SAR三维仿真

真实下视阵列SAR系统的缺失,给该技术数据获取及进一步技术研究带来了困难,下视阵列SAR三维仿真的研究具有重要意义。为了有效反映下视阵列SAR技术在建筑物耸立的城市区域的三维成像优势,本文采用单输入多输出（SIMO）和多输入多输出（MIMO）两种模式仿真了城市建筑群下视阵列SAR回波数据,并对两种模式的回波数据进行了三维距离多普勒成像处理,通过SIMO模式成像结果、MIMO模式成像结果分别与原始地形的差分对比,验证了本文方法的有效性及两种模式的优劣性。     

无人机MIMO下视阵列SAR天线构型设计

在缺少真实下视阵列合成孔径雷达（synthetic aperture radar,SAR）系统而带来数据获取和成像算法研究等困难的当下,下视阵列SAR三维仿真的研究具有重要意义。为了还原载机平台真实的飞行航迹,验证阵列SAR技术在高层建筑物密集城区的地形测绘能力,摒弃传统仿真研究基于匀速直线运动的假设,以高度骤变的城市建筑物为对象,分析构建了多输入多输出（multiple input multiple output,MIMO）下视阵列SAR非理想航迹运动误差模型,提出了非理想航迹城市建筑群MIMO下视阵列SAR三维距离多谱勒成像算法。利用航空平台的航迹与姿态建模仿真技术,以及快速高效的回波仿真技术对成像算法进行了仿真实验,验证了方法的正确性和有效性。     

MIMO下视阵列SAR线阵天线构型设计

针对收发分置的MIMO模式阵列天线物理设计时,一个等效阵列可由多种物理收发阵列实现的病态问题,从测绘角度切入,依据等效相位中心原理,分析了ARTINO系统不同收发组合的优缺点。引入测绘应用关心的波段、分辨率、高程精度及工作高度等要求,优化设计了真实测绘航空平台的MIMO下视阵列SAR线阵阵元的数目和位置矢量。根据该配置进行了仿真实验,通过三维成像结果和原始仿真场景的差分对比,高程重建误差均值和标准差,以及整个场景和单独建筑物区域误差在半分辨率之内的概率值,证明了优化阵列配置的合理性和有效性。     

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。     

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位置偏移误差分析

首先借助GPS系统的3个平移分量,根据等效相位中心原理,详细推导了MIMO下视阵列SAR整体误差模型;其次在忽略姿态角误差影响的前提下,重点分析了各个独立平移分量对成像结果的影响程度,得出了高程向误差分量影响最大的结论;最后通过分别加入相同大小高程向和跨航向误差分量的仿真数据的三维成像实验,验证了结论的正确性。实践证明,MIMO下视阵列SAR作为一种新体制三维SAR系统,在高楼耸立的城市测绘领域具有重要的应用价值。     

无人机MIMO下视阵列SAR天线构型设计

从分辨率、高程精度、波段、工作高度等要求出发,依据等效相位中心原理,通过中间发射两端接收的MIMO模型,求解出满足大比例尺测图需要的等效虚拟阵列和实际物理阵列长度,优化设计了无人机平台MIMO下视线阵三维SAR阵元的数目和位置,减弱了两端发射中间接收模型所带来的振动误差影响。根据该天线设计进行了仿真试验,通过三维重建场景和原始仿真场景的差分对比,证明了本文阵列配置的合理性。     

一种用于三维城市建筑物的可视域分析算法

作为3DGIS的一种空间分析方法,可视域分析在城市规划、军事和考古等方面有着广泛的应用,其实现则主要基于点对点的通视分析。本文基于多数城市建筑物外形相对规则的特点,提取建筑物的最小矩形包围盒,基于视点位置得到每个模型的可视面角点和视点构成锥体,通过计算其他锥体底面在某一锥体底面所在平面上的投影区和该锥体底面多边形的差集得到每个模型的可视面,避免通过计算建筑物模型每个点的通视性得到建筑物的可视域,以减少计算量,提高计算效率,最后的实现效果证明了本文算法的可行性和有效性。     

基于CityGML的城市建筑物三维建模研究

城市建筑物三维建模是虚拟3D城市建模的基础和重要组成部分。本文对基于CityGML1.0（City Geography Markup Language 1.0,城市地理标记语言）的城市建筑物三维建模技术进行了深入的研究,主要内容包含了CityGML1.0的简介、城市建筑物三维建模的方法和内容等,并给出了一个实际建模的例...     

顾及地形的城市三维可视化方法研究

介绍了三维房屋重建与城市可视化方法研究和应用模块开发的初步成果。在一般二维不规则三角网的基础上,发展了有确定边界条件下的二维不规则三角网,通过对顾及地形的铅直墙面和不规则屋顶的分别构网和合成,形成建筑物的表面不规则三角网,消去共面条件下的公共边后,实现了顾及地形的的城市房屋重建。     

城市建筑三维自动分体系统的设计与实现

传统三维GIS平台多以单体制作、场景集成和发布为主要技术流程,场景更新周期长、投入大;基于倾斜摄影测量原理的Street Factory、Smart3DCapture解决方案便于构建mesh三维模型,较传统三维平台更加精确高效,但因无法直接对单体对象进行编辑导致应用受限。因此,提出了对mesh三维模型自动分体的构想,设计开发了城市建筑三维自动分体系统City Clipper。该系统以A3倾斜摄影测量数据为基础,通过建立高度和光谱规则算法库以区分地物和地类,从背景信息中提取出建筑信息;同时对植被、道路等兴趣地物进行判别,实现城市建筑的三维自动分体功能。