合成孔径雷达高度计波形重跟踪算法的近岸精度分析 被引量：4

1

作者 高贤文 金涛勇 黄海兰 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2021年第1期56-61,共6页

针对近岸区域,基于Sentinel-3A合成孔径雷达观测数据,选取多阈值、ICE1、IceSheet和SAMOSA四种波形重跟踪算法,利用全球范围内27个验潮站海面高数据,分析近岸20 km范围内4种波形重跟踪算法的精度。结果表明,多阈值算法在近岸6 km范围内... 针对近岸区域,基于Sentinel-3A合成孔径雷达观测数据,选取多阈值、ICE1、IceSheet和SAMOSA四种波形重跟踪算法,利用全球范围内27个验潮站海面高数据,分析近岸20 km范围内4种波形重跟踪算法的精度。结果表明,多阈值算法在近岸6 km范围内可保留最多的有效波形,且与验潮站海面高数据具有最高的相关性和最小的均方根误差;SAMOSA算法在离岸距离大于5 km时相对大地水准面稳定性最高,更适用于开阔海域。 展开更多

关键词 卫星测高 合成孔径雷达高度计 验潮站 海面高 波形重跟踪

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雷达高度表延时多普勒匹配定位网络

2

作者 刘丛 鲁彦希 +3 位作者 刘高正 谭龙龙 李芳 杨磊 《雷达科学与技术》 北大核心 2024年第4期454-463,共10页

由合成孔径雷达高度表获得的延迟多普勒图像(Delay Doppler Map,DDM)因具有近垂直耦合的特点,易造成相邻地形DDM相似度高,进而导致图像匹配成功率低。针对该问题,本文提出了一种雷达高度表延时多普勒匹配定位网络(Delay Doppler Map Mat... 由合成孔径雷达高度表获得的延迟多普勒图像(Delay Doppler Map,DDM)因具有近垂直耦合的特点,易造成相邻地形DDM相似度高,进而导致图像匹配成功率低。针对该问题,本文提出了一种雷达高度表延时多普勒匹配定位网络(Delay Doppler Map Matching and Positioning Network,DDM⁃MPN),首次通过对DDM实测基准图像对进行匹配,实现飞行器的实时位置定位。首先,该方法采用浅层卷积神经网络架构,在保持较高匹配成功率的基础上降低了模型的复杂度和参数量,有效地节约了资源成本;其次,在传统图像匹配网络的基础上加入了坐标定位模块,使网络在完成图像匹配的同时实现对飞行器当前位置的三维坐标定位;最后,该方法通过对三元组损失函数、中心损失函数、交叉熵损失函数以加权的方式对网络参数进行协同优化,提高了匹配成功率和定位精度。模拟仿真实验的测试结果表明:沿航向水平面平均定位误差在30 m左右,垂直航向平均定位误差在60 m左右,三维总体平均定位误差在70 m左右,匹配成功率达到80%以上,在GPS拒止的情况下,该自主定位精度对大型飞行平台是可用的。 展开更多

关键词 合成孔径雷达高度表 神经网络 图像匹配 坐标定位

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复合雷达后向散射模型与合成孔径雷达、散射计和高度计海面雷达后向散射观测的比较分析 被引量：2

3

作者 叶小敏 林明森 +3 位作者 宋清涛 廖菲 梁超 周旋 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期123-135,共13页

海洋微波散射模型相比于以经验统计建立的地球物理模式函数具有不受特定微波频率限制的优势。组合布拉格散射模型和几何光学模型形成了复合雷达后向散射模型。利用南海北部气象浮标2014年海面风速风向实测值作为散射模型输入,分别比较... 海洋微波散射模型相比于以经验统计建立的地球物理模式函数具有不受特定微波频率限制的优势。组合布拉格散射模型和几何光学模型形成了复合雷达后向散射模型。利用南海北部气象浮标2014年海面风速风向实测值作为散射模型输入,分别比较了复合雷达后向散射模型与RADARSAT-2卫星C波段SAR、HY-2A卫星Ku波段微波散射计的海面后向散射系数,偏差分别为(.0.22±1.88)dB(SAR)、(0.33±2.71)dB(散射计VV极化)和(.1.35±2.88)dB(散射计HH极化);以美国浮标数据中心(NDBC)浮标2011年10月1日至2014年9月30日共3年的海面风速、风向实测值作为散射模型输入,分别比较了复合雷达后向散射模型与Jason-2、HY-2A卫星Ku波段高度计海面后向散射系数,偏差分别为(1.01±1.15)dB和(1.12±1.29)dB。中等入射角和垂直入射下的卫星传感器后向散射系数观测值与复合雷达后向散射模型模拟值比较,具有不同的偏差,但具有相同的海面风速检验精度,均方根误差小于1.71m/s。结果表明,复合雷达后向散射模型可模拟计算星载SAR、散射计和高度计观测条件下的海面雷达后向散射系数,且与CMOD5、NSCAT-2、高度计业务化海面风速反演的地球物理模式函数的计算结果具有一致性;复合雷达后向散射模型可用于微波遥感器的定标与检验、海面雷达后向散射的模拟。 展开更多

关键词 雷达后向散射模型 合成孔径雷达 散射计 高度计

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基于Sentinel-3A SRAL 2级产品的鄱阳湖水位评估与校准 被引量：2

4

作者 黄对 王文种 +4 位作者 刘九夫 张建云 崔巍 韦丽 闵敏 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第4期1-10,共10页

Sentinel-3A卫星合成孔径雷达高度计(SRAL)因其时空分辨率优势在水位监测上应用潜力较大。基于2016—2018年Landsat-8与Sentinel-2光学遥感获取鄱阳湖星子站邻近水域,提取湖上Sentinel-3A SRAL 2级产品卫星测高点,提出一种卫星测高水位... Sentinel-3A卫星合成孔径雷达高度计(SRAL)因其时空分辨率优势在水位监测上应用潜力较大。基于2016—2018年Landsat-8与Sentinel-2光学遥感获取鄱阳湖星子站邻近水域,提取湖上Sentinel-3A SRAL 2级产品卫星测高点,提出一种卫星测高水位计算与校准方法,并结合实测水位进行评估。结果表明:Sentinel-3A SRAL 2级产品在鄱阳湖的过境数据有效率为64%,3—9月有连续覆盖数据,12月至次年2月受水位低或湖滩出露影响无有效数据;不同高程系统下的卫星观测水位与实测水位序列的一致性极显著,皮尔逊相关系数为0.999,在0.001水平上显著相关,实测水位变化量与卫星观测水位变化量的皮尔逊相关系数为1,二者的平均偏差为−0.175 m,标准差为0.084 m,其中降轨统计指标值优于升轨,枯水期则优于丰水期,以降轨枯水期指标值为最优:平均偏差、均方根误差、标准差分别为−0.082、0.107和0.076 m。以2016—2017年、2017—2018年、2016—2018年卫星测高水位与实测数据的平均偏差作为校准参数,校准水位的平均绝对偏差都为0.073 m,皮尔逊相关系数为1。研究验证了卫星测高数据计算和校准河湖水位方法的有效性,该类数据可应用于水文、气候变化研究与洪旱监测等。 展开更多

关键词 卫星遥感 Sentinel-3A 水位 合成孔径雷达高度计(SRAL) 校准 鄱阳湖

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合成孔径雷达高度计高度估计算法研究 被引量：1

5

作者 李鹏 武海东 李炜昕 《测试技术学报》 2016年第5期411-416,共6页

本文对合成孔径雷达高度计高度估计算法进行研究.根据回波模型,推导出非聚焦合成孔径处理方式的回波相位补偿函数,消除了耦合相位对距离压缩的影响;通过多普勒条带中心校正方法,消除了俯仰角对高度估计算法的影响;利用多视处理方法减小... 本文对合成孔径雷达高度计高度估计算法进行研究.根据回波模型,推导出非聚焦合成孔径处理方式的回波相位补偿函数,消除了耦合相位对距离压缩的影响;通过多普勒条带中心校正方法,消除了俯仰角对高度估计算法的影响;利用多视处理方法减小了海浪对测高精度的影响,给出了合成孔径雷达高度计高度估计流程,根据算法流程对挂飞试验获得的湖面回波数据进行了分析与处理,并与差分GPS高度数据进行了对比.高度估计结果表明:经过相位补偿与多视处理方法后的回波谱线光滑且能量集中.估计精度满足高度计的要求,试验结果达到了预期目标. 展开更多

关键词 合成孔径雷达高度计 相位补偿 高度估计算法 多视处理 挂飞试验

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合成孔径雷达高度计应用研究进展

6

作者 宿潇野 李小涛 +3 位作者 苏巧梅 马建威 宋文龙 许佳昕 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2023年第10期103-114,共12页

【目的】合成孔径雷达高度计采用延迟-多普勒技术有效提高观测精度,使得卫星测高技术可以应用于地形复杂区域。为探究合成孔径雷达高度计的应用进展,【方法】对合成孔径雷达高度计的发展进行概述,列举了目前主要载荷合成孔径雷达高度计... 【目的】合成孔径雷达高度计采用延迟-多普勒技术有效提高观测精度,使得卫星测高技术可以应用于地形复杂区域。为探究合成孔径雷达高度计的应用进展,【方法】对合成孔径雷达高度计的发展进行概述,列举了目前主要载荷合成孔径雷达高度计的测高卫星,并对测高原理以及数据处理方法进行描述,针对合成孔径雷达高度计在海洋、冰川、内陆湖泊区域以及高程数据产品制作的应用进行重点分析。【结果】针对当前合成孔径雷达高度计应用现状,总结出合成孔径雷达高度计存在时空分辨率受限、数据精度检验代价较大、长序列数据短缺的问题,并提出多源数据协同、三维领域拓展以及数据处理方法优化的发展方向。【结论】合成孔径雷达高度计目前对海洋、冰川及内陆湖泊的高程监测方面已具有较强的应用能力,随着卫星观测密度的增加及数据优化处理方法的改进,合成孔径雷达高度计在高程监测、地形反演、水量监测等方面将具有更加广泛的应用,为探究地球水资源变化提供科学依据。 展开更多

关键词 卫星测高 合成孔径雷达高度计 微波遥感 遥感应用 水资源 遥感 冰川 内陆湖泊

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大气高度辅助的惯导/SAR组合自适应算法研究 被引量：1

7

作者 张旭 熊智 +1 位作者 吴旋 方峥 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2013年第2期80-84,共5页

在组合惯导系统优化问题的研究中,SAR图像匹配导航仅能提供对惯性导航误差水平位置修正,无法获得高度信息。为改善基于经典控制理论设计的惯性/大气阻尼高度通道性能,充分体现大气和惯性导航两者结合的优势,提出了利用大气高度辅助惯性/... 在组合惯导系统优化问题的研究中,SAR图像匹配导航仅能提供对惯性导航误差水平位置修正,无法获得高度信息。为改善基于经典控制理论设计的惯性/大气阻尼高度通道性能,充分体现大气和惯性导航两者结合的优势,提出了利用大气高度辅助惯性/SAR的组合导航方案。在深入分析惯性/大气高度阻尼系统工作原理的基础上,设计了考虑大气动态测量误差的组合模型;为有效提升组合系统在跨音速等高动态飞行条件下的导航性能,提出了改进的采用大气高度辅助的惯导/SAR组合自适应Sage-Husa方法。最后仿真可行性结果表明,提出的大气高度辅助的惯导/SAR自适应组合滤波方法可以有效改善跨音速等高动态环境下的组合系统性能。 展开更多

关键词 捷联惯性导航系统 合成孔径雷达 气压高度表 自适应滤波算法

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基于区域网平差的干涉合成孔径雷达数字高程模型校正

8

作者 章鑫 刘世杰 +1 位作者 李彬彬 童小华 《测控技术》 2022年第11期84-88,共5页

合成孔径雷达干涉测量(InSAR)是获取数字高程模型(DEM)的常规手段,而通过干涉技术获得DEM后,其精度会受到轨道定位、影像的配准、干涉图获取、相位解缠等精度的影响。已有的利用区域网平差提升DEM精度的研究忽略了DEM的初始平面定位误... 合成孔径雷达干涉测量(InSAR)是获取数字高程模型(DEM)的常规手段,而通过干涉技术获得DEM后,其精度会受到轨道定位、影像的配准、干涉图获取、相位解缠等精度的影响。已有的利用区域网平差提升DEM精度的研究忽略了DEM的初始平面定位误差的影响。引入DEM的平面高程一体化区域网平差,将区域网平差分解为平面定位六参数的优化和高程误差模型的平差求解两个独立的平差过程,同时利用激光测高数据作为高程控制。从哨兵干涉生成的20 m分辨率DEM实验结果看,平差后DEM的高程均方根误差(RMSE)从平差前的19.372 m提升到了3.459 m。DEM对应连接点的平面内符合精度RMSE从初始182.462 m提升至14.887 m。而传统的不考虑平面误差的DEM优化方法在平差后高程精度提升至7.865 m,远低于所提出的方法,验证了提出的考虑平面误差的区域网平差方法的有效性。 展开更多

关键词 合成孔径雷达干涉测量 数字高程模型匹配 激光测高数据 区域网平差

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合成孔径雷达高度计与传统高度计精度比对分析与机载试验验证 被引量：5

9

作者 刘鹏 许可 +2 位作者 王磊 史灵卫 于秀芬 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第10期2495-2501,共7页

合成孔径雷达高度计是目前测高精度最高的新一代卫星海洋雷达高度计,它将孔径合成的思想引入到传统高度计中来,测高精度比传统高度计提高了1倍。该文在对合成孔径雷达高度计与传统雷达高度计的测量精度进行比对研究的基础上,提出了机载... 合成孔径雷达高度计是目前测高精度最高的新一代卫星海洋雷达高度计,它将孔径合成的思想引入到传统高度计中来,测高精度比传统高度计提高了1倍。该文在对合成孔径雷达高度计与传统雷达高度计的测量精度进行比对研究的基础上,提出了机载试验数据比对处理方法,首次通过机载试验的方法验证了合成孔径高度计比传统高度计测量精度提高约1倍的结论。 展开更多

关键词 合成孔径雷达高度计 精度比对 航空校飞

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一种合成孔径雷达高度计定标方法 被引量：3

10

作者 谌华 郭伟 +4 位作者 杨双宝 许可 徐曦煜 史灵卫 王磊 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第9期2232-2237,共6页

合成孔径雷达高度计的关键技术特点是沿轨向的多普勒锐化和延迟距离校正技术。两者的结合使得其相对于传统雷达高度计具有沿轨向高分辨率和显著提高测高精度的优势。在2 m波高海况和2 km的地面网格下,其测高精度可以达到2 cm。为了验证... 合成孔径雷达高度计的关键技术特点是沿轨向的多普勒锐化和延迟距离校正技术。两者的结合使得其相对于传统雷达高度计具有沿轨向高分辨率和显著提高测高精度的优势。在2 m波高海况和2 km的地面网格下,其测高精度可以达到2 cm。为了验证合成孔径雷达高度计的测高精度,在充分研究合成孔径雷达高度计测高原理和传统雷达高度计定标方法的基础上,该文提出一种基于全球导航卫星系统(GNSS)浮标的合成孔径雷达高度计定标方法,采用时空一致性匹配和多基线联合解算方法提高海面高度测量精度,并将该方法应用于合成孔径雷达高度计首次机载试验中,通过对试验数据结果的处理分析,在验证合成孔径雷达高度计测高精度的同时,初步验证了该定标方法的可行性。 展开更多

关键词 合成孔径雷达高度计 波束锐化 距离校正 全球导航卫星系统浮标 定标

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一种用于合成孔径高度计的开环抗混叠滤波方法 被引量：1

11

作者 王佳明 许可 蒋茂飞 《遥感技术与应用》 CSCD 北大核心 2023年第3期680-687,共8页

开环工作模式是一种交替收发脉冲的合成孔径高度计工作模式,该模式相比于Sentinel-3等卫星高度计的闭环工作模式在单位时间内可获得更多的独立脉冲数,进而提高测距精度。但由于开环模式的脉冲重复频率小于多普勒带宽,其方位向多普勒频... 开环工作模式是一种交替收发脉冲的合成孔径高度计工作模式,该模式相比于Sentinel-3等卫星高度计的闭环工作模式在单位时间内可获得更多的独立脉冲数,进而提高测距精度。但由于开环模式的脉冲重复频率小于多普勒带宽,其方位向多普勒频谱存在混叠,使得产生的多视回波畸变,降低测距精度。通过研究用合成孔径信号处理过程中距离弯曲与混叠频率的对应关系,提出一种基于多视波束堆栈处理的开环抗混叠滤波方法,对多视波束堆栈进行滤波处理,有效解决了开环模式方位向混叠效应。通过仿真验证,该方法能有效提高测距精度。在2 m有效波高条件下,采用本文提出的开环抗混叠滤波方法的1 Hz测距精度由0.7 cm提高到0.6 cm,提高了14%。 展开更多

关键词 合成孔径高度计 高度计测距精度 开环模式 抗混叠滤波

原文传递

合成孔径雷达高度计的波形重跟踪与仿真试验分析 被引量：3

12

作者 翟振和 史灵卫 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期151-156,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 合成孔径雷达高度计 波形重跟踪 卷积计算

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机载合成孔径雷达高度计高程参数贝叶斯估计 被引量：1

13

作者 杨磊 周弘昊 +2 位作者 黄博 廖仙华 夏亚波 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期1254-1264,共11页

机载合成孔径雷达高度计(SARA)由于具有高航向分辨率,因此受到广泛关注。然而,现有的SARA地面高程重跟踪方法多基于最小二乘算子,高程参数估计精度和算法抑噪性能均存在上限,容易造成高程参数估计结果过拟合,对复杂高程变化适应能力有... 机载合成孔径雷达高度计(SARA)由于具有高航向分辨率,因此受到广泛关注。然而,现有的SARA地面高程重跟踪方法多基于最小二乘算子,高程参数估计精度和算法抑噪性能均存在上限,容易造成高程参数估计结果过拟合,对复杂高程变化适应能力有限。为此,该文提出一种基于参数化贝叶斯统计学习方法的机载SARA重跟踪算法(PR-Bayes)。通过引入目标场景地形先验概率模型,并结合模型驱动机器学习方法,可实现对目标高程信息重跟踪可信估计,从而有效避免估计参数过拟合问题。该算法基于布朗模型(BM)对SARA回波进行复杂模型参数反演,并设计哈密顿蒙特卡洛(HMC)统计采样器,实现对目标场景地形高度的参数估计。基于该文所提算法,分别通过点目标模拟和DEM半实物模拟对该算法进行有效性验证及高程参数估计精度验证,并通过实测数据验证该算法的实用性。 展开更多

关键词 合成孔径雷达高度计 贝叶斯学习 重跟踪 布朗模型 哈密顿蒙特卡洛采样

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基于加权最小二乘的合成孔径高度计重跟踪估计器设计与验证 被引量：1

14

作者 王佳明 许可 蒋茂飞 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期2135-2142,共8页

重跟踪是提取高度计回波信号精确参数估计的重要步骤,现有的合成孔径雷达(SAR)高度计重跟踪估计器主要基于最小二乘法。该方法未考虑高度计各距离单元的统计特性不同对参数估计精度的影响,同时现有的加权最小二乘重跟踪估计器使用半解... 重跟踪是提取高度计回波信号精确参数估计的重要步骤,现有的合成孔径雷达(SAR)高度计重跟踪估计器主要基于最小二乘法。该方法未考虑高度计各距离单元的统计特性不同对参数估计精度的影响,同时现有的加权最小二乘重跟踪估计器使用半解析模型,计算效率低,不利于应用于业务化。对此,该文利用合成孔径高度计解析化的合成孔径高度计研究与应用(SAMOSA)回波模型设计了新的加权方法,通过加权处理使高度计各距离单元的统计特性达到一致,进而提高了重跟踪估计器的测距和有效波高估计精度。该文利用Sentinel-3A卫星数据进行了验证,验证结果也表明了测距和有效波高这两个参数的估计精度均有提高:在2 m有效波高下,测距精度提高9%,有效波高精度提高了11%;在4 m有效波高下,测距精度提高13%,有效波高精度提高了20%。 展开更多

关键词 合成孔径雷达高度计 重跟踪估计器 加权最小二乘 合成孔径高度计研究与应用模型

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