多子阵合成孔径声呐6阶方位空变运动补偿快速算法

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作者 田振 钟何平 唐劲松 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期2150-2159,共10页

为解决6自由度运动误差存在情形下的多子阵合成孔径声呐快速运动补偿与成像问题,本文提出一种多子阵合成孔径声呐6阶方位空变运动补偿快速算法。在考虑6自由度运动误差随方位时间6阶空变特性的基础上,对双根号形式距离历程进行泰勒级数... 为解决6自由度运动误差存在情形下的多子阵合成孔径声呐快速运动补偿与成像问题,本文提出一种多子阵合成孔径声呐6阶方位空变运动补偿快速算法。在考虑6自由度运动误差随方位时间6阶空变特性的基础上,对双根号形式距离历程进行泰勒级数展开并保留至6阶项,进而推导得到严格解析的点目标响应二维谱,通过对传统四阶模型的距离多普勒算法进行改进,同时实现了6自由度运动误差的快速补偿和图像重建。仿真分析和实测数据成像结果表明了所提算法的有效性和高效率,可为大场景宽测绘带多子阵合成孔径声呐快速运动补偿和高分辨成像提供理论依据。 展开更多

关键词 合成孔径声呐 多子阵 运动补偿 成像算法 运动误差 距离多普勒算法 方位空变 6阶模型

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多子阵SAS方位空变运动补偿子孔径算法

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作者 田振 张森 +1 位作者 庞立伟 唐劲松 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期3293-3302,共10页

为解决方位空变的侧摆和偏航误差存在情形下合成孔径声纳的快速运动补偿与成像问题,提出一种多子阵合成孔径声纳方位空变运动补偿子孔径算法。首先,建立运动误差存在情形下的双程距离历程模型,并利用泰勒级数展开对双根号形式距离历程... 为解决方位空变的侧摆和偏航误差存在情形下合成孔径声纳的快速运动补偿与成像问题,提出一种多子阵合成孔径声纳方位空变运动补偿子孔径算法。首先,建立运动误差存在情形下的双程距离历程模型,并利用泰勒级数展开对双根号形式距离历程进行近似;然后,利用子孔径运动补偿和单基等效处理,将含有方位空变的侧摆和偏航误差的多子阵回波数据转换为理想的单阵回波数据;最后,利用经典的单阵频域逐线成像算法,实现快速运动补偿和高分辨成像。仿真实验与实测数据成像结果均验证了所提算法的有效性。 展开更多

关键词 运动补偿 合成孔径声纳 子孔径算法 成像算法 方位空变

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基于方位空变斜距模型的大斜视机动平台波数域SAR成像算法 被引量：3

3

作者 董祺 杨泽民 +2 位作者 李震宇 孙光才 邢孟道 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第12期3166-3173,共8页

由于加速度的存在,非线性轨迹的大斜视机动平台的SAR成像是一个亟待研究的问题。传统的斜距模型一般没有考虑加速度带来的点目标方位空变,在加速度存在的情况下难以获得良好的聚焦效果。为了解决加速度带来的影响,该文提出一种带加速度... 由于加速度的存在,非线性轨迹的大斜视机动平台的SAR成像是一个亟待研究的问题。传统的斜距模型一般没有考虑加速度带来的点目标方位空变,在加速度存在的情况下难以获得良好的聚焦效果。为了解决加速度带来的影响,该文提出一种带加速度的非线性轨迹的方位空变模型,在此基础上提出一种大斜视波数域成像算法,通过空变滤波函数去除加速度带来的方位调频率变化和多普勒中心空变。最后通过误差分析证明了所提方位空变模型的有效性,并通过仿真对比实验结果证明了所提成像算法的有效性。 展开更多

关键词 合成孔径雷达 大斜视 方位空变 斜距模型

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一般构形双基SAR多普勒特性分析 被引量：2

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作者 易蕾 刘建涛 +2 位作者 杨科峰 秦国江 刘刚 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2011年第11期23-26,31,共5页

基于一般构形双基合成孔径雷达(SAR)的空间几何关系,分析了一般构形双基SAR的特点,给出了一般构形双基SAR回波的多普勒参数表达式。由于一般空间构形双基SAR发、收平台的运动矢量是不相等的,造成双基系统对场景中每一个点目标的成像几... 基于一般构形双基合成孔径雷达(SAR)的空间几何关系,分析了一般构形双基SAR的特点,给出了一般构形双基SAR回波的多普勒参数表达式。由于一般空间构形双基SAR发、收平台的运动矢量是不相等的,造成双基系统对场景中每一个点目标的成像几何结构是不同的,因此成像处理中除了需要校正距离空变量外,还需要补偿方位空变量。星机构形的实例分析验证了这种方位空变性。文中对一般构形双基SAR空变多普勒参数分析的结果为系统参数选择和二维空变补偿成像处理提供了相关的基础。 展开更多

关键词 一般构形双基SAR 方位空变 多普勒参数 方位谱

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基于改进DPC近似的多子阵SAS距离多普勒算法 被引量：1

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作者 田振 唐劲松 +1 位作者 张森 钟何平 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2015年第12期2739-2744,共6页

传统修正的偏置相位中心近似方法往往忽略距离历程近似误差的方位空变性,使得基于该方法的成像算法重建的图像出现近距离散焦和方位向偏移现象。为解决该问题,该文对修正的偏置相位中心近似方法进行改进,将双根号形式距离历程表示为类... 传统修正的偏置相位中心近似方法往往忽略距离历程近似误差的方位空变性,使得基于该方法的成像算法重建的图像出现近距离散焦和方位向偏移现象。为解决该问题,该文对修正的偏置相位中心近似方法进行改进,将双根号形式距离历程表示为类收发合置项、距离空变项和方位空变项之和的形式,有效提高了距离历程的近似精度;在利用驻定相位原理求取方位向驻定相位点的过程中,通过充分考虑距离历程方位空变性的影响,推导了更为精确的方位向驻定相位点,有效提高了点目标响应二维谱的准确性。在此基础上,提出一种适用于高分辨多子阵合成孔径声呐成像的距离多普勒算法,仿真试验和实测数据成像结果验证了该算法的有效性。 展开更多

关键词 多子阵合成孔径声呐 距离多普勒算法 偏置相位中心近似 方位空变

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地球同步轨道SAR方位空变校正方法

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作者 陈溅来 张锐 +2 位作者 孙光才 景国彬 邢孟道 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期18-23,62,共7页

针对地球同步轨道合成孔径雷达超长合成孔径时间和超大场景存在的严重方位空变问题,提出了一种地球同步轨道合成孔径雷达方位空变校正方法.首先通过级数反演法得到地球同步轨道合成孔径雷达精确的二维频谱表达式,但该二维频谱中的多普... 针对地球同步轨道合成孔径雷达超长合成孔径时间和超大场景存在的严重方位空变问题,提出了一种地球同步轨道合成孔径雷达方位空变校正方法.首先通过级数反演法得到地球同步轨道合成孔径雷达精确的二维频谱表达式,但该二维频谱中的多普勒和点目标的方位位置存在严重耦合,再通过奇异值分解将二维频谱中的多普勒与点目标的方位位置分离开来;然后通过两次插值操作将高次相位补偿掉,完成整个场景的聚焦;最后,场景点目标仿真实验验证了该方法的有效性,整个场景的点目标聚焦良好. 展开更多

关键词 地球同步轨道合成孔径雷达 方位空变 奇异值分解 方位非线性变标

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直反信号协同的GNSS-R BSAR距离多普勒成像算法 被引量：2

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作者 吴世玉 杨东凯 +1 位作者 王峰 苗铎 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期588-596,共9页

针对目前基于全球导航卫星系统反射信号的双基地合成孔径雷达(GNSS-R BSAR)在一站固定模式下的大斜视,斜距历程复杂,回波信号方位空变导致回波信号难以处理的问题,提出改进的距离多普勒成像新算法。所提算法采用GNSS信号作为辐射源,根... 针对目前基于全球导航卫星系统反射信号的双基地合成孔径雷达(GNSS-R BSAR)在一站固定模式下的大斜视,斜距历程复杂,回波信号方位空变导致回波信号难以处理的问题,提出改进的距离多普勒成像新算法。所提算法采用GNSS信号作为辐射源,根据一站固定模式下GNSS-R BSAR合成孔径时间长的特点,引入高阶等效斜视距离模型,得到导航卫星与目标斜距相对时间变化的精确描述。先通过直射信号与回波信号时域对消进行距离徙动校正,实现全场景目标距离徙动的精确校正;再通过方位向分块混合相关处理来克服回波信号方位向的移变性质,实现全场景高效精确成像。所提算法的成像效率优于传统后向投影时域(BP)算法,成像精度与BP算法相当,且可根据需要通过调整方位分块的宽度来提升聚焦效果。最后,用GPS-L5信号进行仿真和实验,仿真和实验结果验证了所提算法的可行性和高效性。 展开更多

关键词 全球导航卫星系统反射信号 双基地合成孔径雷达 方位空变处理 距离多普勒算法 距离徙动校正

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一种新的高分辨SAR自聚焦方法 被引量：2

8

作者 邓玉辉 孙光才 《上海航天（中英文）》 CSCD 2021年第S01期73-77,共5页

在合成孔径雷达(SAR)自聚焦中,采用多子孔径相位梯度自聚焦(PGA)算法估计子孔径相位误差(SPE),以及采用图像偏置(MD)方法估计相邻子孔径(SA)图像之间的多普勒频移。信号相位历程的方位空变性,不仅会降低SPE估计的精度,并且会使得图像偏... 在合成孔径雷达(SAR)自聚焦中,采用多子孔径相位梯度自聚焦(PGA)算法估计子孔径相位误差(SPE),以及采用图像偏置(MD)方法估计相邻子孔径(SA)图像之间的多普勒频移。信号相位历程的方位空变性,不仅会降低SPE估计的精度,并且会使得图像偏移估计是有偏的。为了提高估计精度,提出了一种新的高分辨SAR自聚焦方法。采用方位空变PGA(APGA)算法准确地匹配了方位空变的信号相位历程,提高了SPE的估计精度。运用方位子孔径图像插值的MD方法(IMD),直接消除了相邻子孔径间方位空变的固有偏移,从而解决了估计中的偏差问题。然后将SPE用估计得到的多普勒偏移拼接,以获得精确的全孔径相位误差。对原始回波数据补偿相位误差和距离误差之后,采用传统的成像算法得到高分辨SAR图像。实测数据分析验证了该算法的有效性。 展开更多

关键词 方位空变PGA 方位子孔径图像插值的MD方法 高分辨SAR自聚焦

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结合子孔径NCS算法和运动补偿的机载UWB SAR实时处理 被引量：2

9

作者 严少石 周智敏 李悦丽 《信号处理》 CSCD 北大核心 2011年第11期1680-1686,共7页

低频机载UWB SAR实现高分辨成像需要大积累角和长孔径,实时成像面临大数据量和大运算量的挑战;此外,较长的孔径时间内载机运动比较复杂,增加了实时运动补偿的难度。本文讨论了机载UWB SAR实时成像的子孔径NCS算法,分析了其降低数据量和... 低频机载UWB SAR实现高分辨成像需要大积累角和长孔径,实时成像面临大数据量和大运算量的挑战;此外,较长的孔径时间内载机运动比较复杂,增加了实时运动补偿的难度。本文讨论了机载UWB SAR实时成像的子孔径NCS算法,分析了其降低数据量和提高成像精度的改进措施;然后讨论了基于运动测量数据的实时运动补偿方案,利用实时PRI调整补偿前向运动误差,并在实时成像流程中嵌入视线运动误差补偿环节。在上述分析的基础上,提出了结合子孔径NCS算法和运动补偿的机载UWB SAR实时处理流程。最后,给出了实际飞行实验中机载UWB SAR的实时处理结果,证明本文所提流程可以满足机载UWB SAR处理实时性以及处理精度的要求。 展开更多

关键词 机载UWB SAR 子孔径NCS算法 实时PRI调整 方位空变运动补偿

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UWB机载SAR方位空变误差精确补偿方法

10

作者 邓海涛 《信号处理》 CSCD 北大核心 2014年第2期221-226,共6页

超宽带SAR高分辨成像需要较大的方位积累角,在宽波束情况下,机载平台的侧向扰动误差相对不同方位波束的目标存在较大的差异,即误差在存在方位空变性。成像过程中方位空变误差补偿非常困难,严重影响成像质量。本文提出了一种新的方位空... 超宽带SAR高分辨成像需要较大的方位积累角,在宽波束情况下,机载平台的侧向扰动误差相对不同方位波束的目标存在较大的差异,即误差在存在方位空变性。成像过程中方位空变误差补偿非常困难,严重影响成像质量。本文提出了一种新的方位空变误差精确补偿方法,该方法利用回波方位谱与波束方位角的对应关系,采用DFT变换和运动误差补偿相结合,在回波方位谱形成时对不同方位角目标的误差精确补偿。经过仿真和实测试验数据验证,该方法在较大运动误差环境下,能有效补偿方位空变误差。结果证明该方法可以实现超宽带SAR的精确成像。 展开更多

关键词 运动误差 方位谱形成 方位空变误差 运动补偿

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机载SAR方位空变补偿算法

11

作者 向聪 王亚军 张开生 《火控雷达技术》 2017年第2期42-46,61,共6页

当载机的理想航迹与实际航迹存在偏差时,方位上分布不同的目标对应的运动误差历程具有方位空变性。结合传统子孔径频域补偿的思想,提出了一种新的方位空变误差精确补偿方法。该方法采用时域卷积替代频域点乘,在回波方位的慢时间域逐点... 当载机的理想航迹与实际航迹存在偏差时,方位上分布不同的目标对应的运动误差历程具有方位空变性。结合传统子孔径频域补偿的思想,提出了一种新的方位空变误差精确补偿方法。该方法采用时域卷积替代频域点乘,在回波方位的慢时间域逐点对不同时刻、不同方位角目标的运动误差进行精确补偿。经仿真和实测数据验证表明,本文所提方法可在精确补偿方位空变误差的同时,能有效克服传统补偿方法存在的方位栅瓣问题,并具有运算复杂度低、利于工程实现的优点。 展开更多

关键词 运动误差 方位空变误差 子孔径 方位栅瓣

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宽波束多子阵合成孔径声呐非线性CS算法

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作者 范乃强 王英民 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期469-474,共6页

现有的多子阵合成孔径声呐成像算法大都是基于等效相位中心近似思想,在成像中通常忽略非"停-走-停"和方位向空变的影响,这在宽波束条件下会导致图像散焦。提出了一种兼顾成像精度和实现效率的宽波束多子阵合成孔径声呐非线性C... 现有的多子阵合成孔径声呐成像算法大都是基于等效相位中心近似思想,在成像中通常忽略非"停-走-停"和方位向空变的影响,这在宽波束条件下会导致图像散焦。提出了一种兼顾成像精度和实现效率的宽波束多子阵合成孔径声呐非线性CS成像算法。利用泰勒展开的方法推导了回波信号相位的高阶项,进一步提高了相位补偿精度,并在高阶相位补偿中提出将调频率近似为随时延差量一阶线性变化和二阶非线性变化关系式的方法,充分考虑了PCA方位向的空变性对图像聚焦的影响。仿真实验结果表明,新算法比传统算法具有更好的成像聚焦质量,可以很好满足宽波束多子阵合成孔径声呐成像的需求。 展开更多

关键词 多子阵合成孔径声呐 宽波束 CS算法 相位中心近似 方位向空变 泰勒级数

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