宽刈幅多光谱影像正射纠正技术研究

宽刈幅多光谱遥感数据已经成为重要的数据源。如何使用商业遥感图像处理软件快速完成宽刈幅多光谱影像的正射纠正,得到了广泛关注。以北京一号小卫星多光谱影像为例,探讨了宽刈幅遥感影像正射纠正的技术方法,同时对比试验了基于通用推扫式模型(Generic Pushbroom Model,GPM)和有理函数模型(Rational Function Model,RFM)下正射纠正产品几何精度的影响因素。     

利用最优插值法改正宽刈幅高度计对流层湿延迟

宽刈幅高度计仅在星下点携带微波辐射计,使得两侧刈幅内的对流层湿延迟只能采用水汽模型改正或采用星下点实测值替代,导致改正精度较低。提出了使用最优插值法融合星下点辐射计实测的对流层湿延迟改正值,提升两侧刈幅内的改正精度,并以SWOT(surface water and ocean topography)卫星宽刈幅高度计进行了验证。在刈幅内,采用ERA5(ECMWF reanalysis 5th generation)水汽数据计算湿延迟改正时,最优插值法融合改进后的残余湿延迟误差较采用星下点实测值替代方法减小约40%;采用辐射计实测湿延迟波数谱模拟计算湿延迟改正时,最优插值法融合改进后的残余湿延迟误差较采用星下点实测值替代方法在各纬度区域均减小达80%。在水汽变化剧烈的情况下,最优插值法的改进效果远优于星下点实测值替代的效果。     

GPS/三角测高技术及其应用研究

本文针对山区施测常规水准比较困难的现状,以及求取高程异常（差）的常规重力法、几何法和混合法在山区的局限性,提出了顾及地形起伏的ＧＰＳ／三角测高方法。文中介绍了ＧＰＳ／三角测高的原理以及实现技术和精度分析等问题,最后对该方法在隧道（洞）高程控制中的应用及其效果作了阐述。     

地基SAR干涉测量原理及其形变监测应用研究

详细介绍了地基SAR的基本理论,结合建筑物二维和一维的实测数据,分析了其在距离向和方位向的分辨率以及形变的监测精度,说明了地基SAR在形变监测中的有效性,并对地基SAR今后的应用与发展作了初步展望。     

基于加速度量测幅值零速检测的计步算法研究

准确的步数统计是进行人员航位推算的关键,通过分析行人运动模型及步行姿态,设计了一种基于零速检测的加速度量测幅值计步算法,实现了载体坐标系和行人地理坐标系的转换,剔除了伪零速现象,在室内模拟环境下采用低成本的微机电机械系统（micro electro mechanical system,MEMS）惯性测量元件对人员行走进行检测,实现了行人运动姿态的有效识别和步数的精确统计。实验结果表明,该计步方法准确性高,对不同的运动环境（走廊、拐角和楼梯）具有良好的适应性,计步正确率均达到98%以上,并且所用的测量元件功耗低,便于携带,适合室内复杂环境。     

基于差分雷达干涉测量的矿区地面沉降监测研究

收集了1992年12月至1998年6月JERS-1L波段雷达数据,利用差分雷达干涉测量技术进行地面沉降监测研究。通过“二轨法”进行差分处理,选择其中的6景差分雷达干涉图进行分析。在研究区内发现了4个沉降区域,并按照时间序列通过对地面形变图进行分析,获取其中两个沉降区最大的垂直沉降量。     

小基线集合成孔径雷达干涉测量算法及其应用

针对地理国情监测中地表形变监测研究不足的现状,文章在分析常规DInSAR特点及趋势性发展的基础上,结合地理国情监测的尺度特征与实际需求,给出了小基线集(SBAS-InSAR)算法原理;并比较了与永久散射体(PS-InSAR)算法的异同点;在此基础上,选取试验区,获取了COSMO-SkyMed雷达卫星数据,采用SBAS-InSAR算法,提取了试验区时间序列地表形变量与形变速率。结果表明:SBAS-InSAR算法可以利用比较适中的数据量获取到较高精度的反演结果,能够满足地理国情监测的实际需要,在地理国情监测中具有很好的适用性和可行性。     

基于聚类分析的卫星雷达测高波形分类研究

验证了聚类分析用于卫星雷达测高波形分类的可行性。针对雷达测高波形的特征,提出了移动最小欧氏距离算法,并以该距离作为相似性统计量进行聚类分析,取得了很好的效果。以Topex/Poseidon卫星的近岸波形为例,比较了最短距离法、最长距离法、类平均法和最小方差法等4种聚类方法的聚类效果,结果表明最小方差法效果最优。     

基于NEST的差分干涉测量及其应用

基于欧空局开发的跨平台SAR处理系统NEST,阐述了二轨法差分干涉的基本原理,介绍了Nest软件的特点和处理方法,并对Bam地震区域的形变量进行提取。     

GNSS-R信噪比信号在海面测高技术的研究综述

自全球卫星导航反射信号(GNSS-R)概念提出以来,GNSS-R被广泛应用于遥感方面.如海面测高,海面风场反演,海冰检测等多个方面.文中主要介绍了GNSS-R遥感技术在海面测高的应用和研究进展,着重介绍了基于信噪比(SNR)数据测量方法的研究进展,简述了SNR数据测量方法所涉及的理论和信号处理的办法,并根据现有的研究进...     

星载雷达高度计系统设计及测高精度分析

在总结机载海洋雷达高度计研制及其飞行实验的基础上,根据海面回波的性质,设计了一个星载雷达高度计系统。系统工作在脉冲有限足迹方式,发射脉冲为线性调频（Ｃｈｉｒｐ）脉冲,接收系统采用“全去斜坡”技术及频谱分析方法将海面回波信号从时域转换至频域处理,自适应跟踪器可抑制大于７５％的噪声,高脉冲重复频率使有效独立脉冲数达到最大,保证最大限度地抑制海面斑点噪声;设计了系统的主要工作模式：双分辨率捕获跟踪模式使海面回波信号的捕获时间小于５ｓ,定标模式可保证系统达到设计的测高精度;分析了主要噪声,即海面斑点噪声和接收机热噪声对高度估值的影响,通过对几种典型海况海面回波的模拟分析表明,系统则高精度可达±２ｃｍ。     

合成孔径雷达高度计的波形重跟踪与仿真试验分析

基于初步研究获得的合成孔径雷达高度计卷积模型,推导获得合成孔径雷达高度计波形关于时间偏移、合成上升时间、信号幅度3个参数偏导数的卷积计算公式,利用数值积分及傅里叶变换实现合成孔径高度计回波模型的重跟踪。在多个单位联合协同下,利用仿真轨道、对流层、电离层及潮汐等模型生成了合成孔径模式下的回波波形。对比表明,仿真生成的合成孔径模式下的回波波形与CryoSat-2卫星SAR模式下的回波波形整体形状一致。利用仿真波形数据进行重跟踪试验,结果表明在20Hz数据条件下(约350m分辨率),合成孔径模式下的重跟踪精度达到5cm,较之传统模式有一定的提高。     

合成孔径高度计的海面回波仿真

本文首先采用经验海浪谱仿真了三维海面,进而在此基础上根据镜面反射理论计算了海面小面元散射系数。然后根据雷达方程和合成孔径高度计的合成孔径处理计算了海面回波信号的矩阵,以便给出最终的功率回波。在目前国内外缺少相应试验数据的条件下,验证了合成孔径高度计工作方式的有效性,经验证其回波模型基本正确。同时,为了与传统高度计比较,给出了传统高度计在相同参数下的回波仿真结果。文章还通过展示合成孔径高度计在同种波高、不同涌浪和风浪方向情况下的回波,说明波浪方向也会影响合成孔径高度计回波。     

卫星激光测高ICESat确定海面高精度分析

讨论了ICESat卫星在大地测量学与海洋学中的应用,利用目前国际上公认的最高精度的测高数据TOPEX,分析了ICESat确定的海平面高以及中尺度的海面异常精度,给出了统计结果。     

卫星测高数据的沿轨迹重力异常反演法及其应用

本文给出了一套基于直角坐标系下的垂线偏差求解重力异常公式 ,并将之发展成为一套新的沿轨迹重力异常求解公式。与其他方法相比 ,本方法无须求解交叠点处沿轨迹和跨轨迹方向的海面高斜率 ,仅需计算沿轨迹方向的海面高斜率 ,因而更为简洁、有效 ,而且分辨率可以更高并可与真正的沿航迹实际船测重力相比较、验证。据此 ,利用 Geosat/GM、ERS-1 /35天及TOPEX/Poseidon三种测高数据 ,反演了南中国海域 (0°～ 2 5°N,1 0 5°～ 1 2 2°E)的 2′× 2′重力异常—— IGG-S。通过与实际船测资料和国际同行提供的重力模型相比 ,IGG-S总体精度达到1 0× 1 0 - 5ms- 2。     

中分辨率机载海洋雷达高度计信号处理方法及其实现

该文简要地介绍了海洋雷达高度计的工作原理 ,分析了“全去斜坡”技术在高度计信号处理中的时域和频域的对应关系及其相关的控制技术。研制出了分裂门跟踪和全程搜索软件 ,该软件在飞行实验中获得了成功 ,在国内首次获得了海洋回波曲线。首次提出全程搜索的方法 ,在此基础上提出了“平滑归并”的方法进行数据复合处理 ,进而提高了系统的指标     

中分辨率机载海洋雷达高度计系统分析及接收系统的研制

本文简要介绍了海洋雷达高度计的工作原理，分析了定时抖动、时钟精度及回波中的固有噪声等因素对高度测量造成的影响，讨论了“全去斜坡”等接收系统的关键技术，研制出了中分辨率机载海洋雷达高度计接收系统，并且与发射系统联调取得了成功。系统分辨率达到了５ｎｓ的设计需求。     

卫星测高沿轨海面高的精细结构及其应用技术初探

首先介绍了频域和多尺度域中的两种沿轨测高海面高精细结构，进而提出了利用沿轨测高海面高精细结构计算平均海面高与海平面距平的新方法，最后进一步讨论了沿轨平均海面高和海平面距平的频谱和多尺度分解，以及它们随时间的变化特性。     

基于粗糙海面高度频谱函数的雷达后向散射系数计算

海面雷达后向散射系数是主动微波遥感定量化研究海洋的基础，基于各种海浪谱模式的后向散射系数计算可比性差，鉴于风成粗糙海面的波面斜率呈非Guassian分布的特点，本文给出了依据自由海面的二维高度谱计算海面的雷达后向散射系，并与实际SIR－C／X－SAR数据进行对比。     

基于X波段雷达的海洋动力学参数提取算法初步研究

从X波段船舶雷达记录的连续雷达图像中,可以获得海浪频谱和海流的信息。在不存在海洋表面流的情况下,雷达图像的三维频谱分布在由静水色散关系确定的平面轨迹上。海流的存在会使三维频谱的能量分布产生相应的多普勒频移,对此频移进行最小二乘拟合,可以确定海流的大小和方向,进而得到有向浪高谱。本文基于通用的海浪谱和方向函数,在考虑阴影调制的情况下仿真海面X波段雷达图像序列,分别对无海流和有海流作用下的三维频谱进行了数值模拟,通过海流产生的多普勒频移拟合出海流,并获得二维图像谱。最后分析了McMaster大学X波段雷达的实测定向海面回波数据,获取了海浪的一维图像频谱。