环视SAR双条带成像实现方案
环视SAR成像处理中的几何失真校正算法
环视SAR成像处理中的几何失真校正算法前言合成孔径雷达（SAR）的传统成像模式包含条带式、聚束式和扫描式，其示意图见图1（a～c）。
从图中阴影部分所示的雷达波束足印区域可见，这3种模式的成像带均位于雷达飞行路线的一侧，但在某些特殊场合，例如对地精确攻击制导时为了与已有参照图像准确匹配，需要得到在飞行路线下方环形区域的SAR图像。
环视工作模式是为解决该问题而设计的一种特殊的SAR成像模式，它通过雷达天线以垂直方向为轴线的圆锥扫描来不断获取机身360°范围内的地面雷达回波，进而再通过信号处理方法得到环视SAR图像，其成像示意图见图1（d）。
环视模式SAR主要搭载各类战略或战术导弹，其目的是采用SAR成像技术提高中、远程导弹的精确制导能力［。
弹载环视SAR系统采用景象匹配的方法来实现定位和制导。
系统利用得到的目标或目标周围景物的实时高分辨率雷达图像，与预存的基准图进行配准比较，得到运动平台相对于预定轨道的位置偏差，从而形成导引指令，控制命中目标。
这种雷达成像制导方式与传统的红外成像和电视成像相比，具有受天气条件影响小，可昼夜工作，能穿透遮蔽烟雾、伪装及掩体成像，作用距离远，分辨率高等优点。
由于景像匹配制导应用的需要，环视SAR成像结果必须满足很高的几何精度。
通常，系统要求输出图像坐标系为大地坐标系，且球半径几何误差小于一个分辨单元。
但是，由于系统工作在天线旋转扫描的条件下，因而在任意波束指向上获得的SAR子图像存在严重的几何失真，且子图像的几何失真度会随着斜视角的增大以及雷达平台非规则运动的愈加剧烈而显著恶化。
因此，精确地实现子图像几何失真校正是环视SAR信号处理流程中的关键步骤。
对弹载SAR图像的几何校正研究是一个热点问题。
目前，多数研究成果的研究对象是聚束式或条带式SAR系统;对环视模式的成像也进行了初步的仿真研究。
本文针对环视SAR 成像条件的特殊性，提出了一种先完成图像聚焦处理，再逐点计算校正点映射坐标的距离多普勒域图像几何失真校正算法。
(完整版)各种SAR成像算法总结,推荐文档
sr
(t)
Wa
t
R(t) c
st
t
2R(t) c
(1.20)
n
Wa
t
R(t) c
p
t
nPRT
2R(t) c
其中， 为目标的后向散射特性，Wa (A) 为方位向的天线方向性函数， c 为 光速。
sr (t) 经正交解调后的复信号 s(t) 可以表示为：
s(t)
n
Wa
t
R(t) c
s0
t
1.2 SAR 回波信号模型
1.1 节分析了 SAR 成像的基本原理，本节推导 SAR 回波信号的数学模型，
给出 SAR 信号处理的理论基础。
chirp 信号是 SAR 系统中最常用的发射信号形式。假设雷达发射的 chirp 脉
冲串 st (t) 为：
n
st (t) p(t nPRT ) n
(1.19)
1.1 SAR 成像原理
本节以基本的正侧视条带工作模式为例，对 SAR 的成像原理进行分析和讨
论。
正侧视条带 SAR 的空间几何关系如下图所示。图中，αoβ 平面为地平面，
oγ 垂直于 αoβ 平面。SAR 运动平台位于 S 点，其在地面的投影为 G 点。SAR
运动平台的运动方向 Sx 平行于 oβ，速度大小为 va 。SAR 天线波束中心与地面 的交点为 C，CG 与运动方向 Sx 垂直；S 与 C 的距离为 Rs ， B1SB2 称为天线波 束的方位向宽度，大小为 a 。P 为测绘带内的某一点，一般情况下取斜距平面 CSP 进行分析，称 SAR 运动的方向 Sx 为方位向（或方位维），称天线波束指向
量 fd (t) 为：
fd
非等速双机载条带式SAR成像算法研究
非等速双机载条带式SAR成像算法研究王放;李彦鹏;黎湘【期刊名称】《电光与控制》【年(卷),期】2010(017)002【摘要】随着军事应用需求的增多和不断提高,双/多基地合成孔径雷达(SAR)已经成为合成孔径雷达领域的研究热点之一.目前,对于双机载条带式SAR的研究主要集中于等速平行飞行模式,然而由于未来战场环境的复杂性和多变性使得收发平台尤其是接收平台不得不机动飞行.因此为了解决在收发平台不等速情况下的成像问题,首先建立双基地非等速条带式成像的三维几何模型,在此基础上推导了双基地非等速飞行斜视条带SAR成像算法并对推广后的算法性能进行了理论分析,而后深入探讨了为实现收发波束照射同步,收发天线斜视角、收发平台飞行速度等系统参数的设计,最后通过仿真实验证明了所得成像算法和结论的正确性.【总页数】5页(P10-13,42)【作者】王放;李彦鹏;黎湘【作者单位】国防科技大学电子科学与工程学院空间电子信息技术研究所,长沙,410073;国防科技大学电子科学与工程学院空间电子信息技术研究所,长沙,410073;国防科技大学电子科学与工程学院空间电子信息技术研究所,长沙,410073【正文语种】中文【中图分类】V271.4【相关文献】1.机载高分辨率大场景 MIMO-SAR成像算法研究 [J], 谢超;王党卫;马晓岩;王力宝;李定山2.直升机载高分辨调频连续波旋转式SAR成像算法研究 [J], 李东;廖桂生;徐青;郭小路;张学攀3.直升机载调频连续波旋转式SAR信号分析与成像算法研究 [J], 李东;廖桂生;王威;徐青;党博4.机载平行等速双基SAR的极坐标格式成像算法 [J], 熊涛;周鹏;邢孟道5.机载聚束SAR成像极坐标格式算法研究 [J], 孟禹彤;李淼;赵朋远因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
(完整word版)SAR成像与成像算法
SAR 成像1 合成孔径雷达（SAR1。
1 SAR 简介合成孔径雷达(SAR是一种可以全天候、全天时工作的高分辨率成像雷达。
它利用天线和目标之间相对运动而形成等效合成孔径,解决了雷达设计中高分辨率与大尺寸天线和短工作波长之间的矛盾,在遥感和国防中潜在着极大的应用价值。
星载SAR 一般工作在正侧视状态,但在特殊应用中，也会工作在斜视状态.图1给出了星载SAR 正侧视模式的空间几何关系.飞行路径在地面上的投影（地面轨迹方向称为方位方向，而与其垂直的方向称为距离方向。
距离向使用脉冲压缩技术实现高分辨率；方位向利用多普勒效应，经过相干处理得到高分辨率。
图1 SAR 的几何关系1.2 SAR 信号模型：SAR 信号可以分为距离向信号和方位向信号。
首先考虑SAR 距离向信号。
SAR 距离像脉冲可表示为：（(20(cos 2r rs rect f K T ττπτπτ=+ (1.2.1其中,r T 为脉冲持续时间,r K 为距离向昧冲的调频率，0f 为中心频率，τ以脉神中心为参考原点。
任一照射时刻的反射能量脉冲波形和照射区域内地面反射系数r g 的卷积，如下所示：((（r r s g s τττ=⊗（1.2.2 考察距雷达0R 处的一个目标点，其后向散射系数0σ的幅度为A ,则式(1.2。
2中的（02r g A R c δτ=-，其中c 为光速,02R c 为该点的信号延时.所以可知,该点目标的接收信号为:((（（200002（cos 222r r rR cs Arect f R c K R c T ττπτπτφ-=-+—+(1。
2。
3其中,φ表示地表散射过程可能引起的首达信号相位改变。
现在考虑方位向信号。
由于大多数SAR 天线在方位面内没有加权,其单程方向图可以近似为一个sin c 函数:(0。
886sin a bwP c θθβ⎛⎛≈⎛⎛⎛（1。
2.4 其中θ为斜距平面内测得的与视线的夹角,bw β方位向波束宽度0.886a L θλ，a L 为方位向天线长度.由于雷达能量的双程传播过程，接收信号的强度由式（1。
机载双基地SAR同步与成像处理
双基地SAR系统也可以采用连续波信号进行工作，通过发射连续波信号并接收 回波信号实现目标成像。
双基地SAR系统应用与发展
战场侦察
导航与制导
双基地SAR系统可用于战场侦察，对敌方阵 地、军事设施等目标进行高分辨率成像， 获取重要情报。
双基地SAR系统也可用于导航和制导，通过 对地面或空中目标进行高分辨率成像，实 现精确定位和引导。
气象探测
发展前景
双基地SAR系统还可用于气象探测，通过对 云层、气象目标等进行高分辨率成像，获 取气象信息。
随着技术的不断进步，双基地SAR系统的性 能将不断提升，应用领域也将更加广泛， 未来将在更多领域发挥重要作用。
03
SAR同步技术
同步算法与实现
同步算法
机载双基地SAR系统需要解决的首要问题是同步问题，常用 的同步算法包括基于时间编码的同步算法、基于相位编码的 同步算法等。
稳定性分析
稳定性分析主要关注的是系统在各种条件下的鲁棒性，包括信号质量、干扰、多径效应等。
同步技术的优缺点与改进方向
优缺点
机载双基地SAR同步技术的优点在于可以大幅度提高系统的覆盖范围和分辨率，同时也可以实现目标 的二维成像。但是，机载双基地SAR同步技术也存在一些缺点，例如系统复杂度高、对硬件要求高等 。
图像优化方法
例如采用直方图均衡化、滤波等方法对图像进行优化，以提高图像 的质量和识别能力。
成像质量评估与优化的实践
通过实验和实际应用，对成像质量进行评估和优化，不断改进和完 善成像处理技术。
成像技术的优缺点与改进方向
成像技术的优点
01
机载双基实现简单、处理速度快等优点。
同步实现
对于不同的同步算法，实现方式也有所不同。一般来说，基 于时间编码的同步算法需要精确控制发射和接收的时间差， 而基于相位编码的同步算法则需要精确控制发射和接收的相 位差。
高分辨宽测绘带多通道SAR和动目标成像理论与方法
高分辨宽测绘带多通道SAR和动目标成像理论与方法高分辨宽测绘带多通道SAR和动目标成像理论与方法一、引言在遥感技术的发展过程中，合成孔径雷达（SAR）成像技术凭借其对地球的观测能力、无视日夜、云雾等自然干扰因素的优势，逐渐成为了一种重要的遥感数据获取手段。
随着对地观测数据的需求越来越多样化，SAR技术也在不断创新与进步。
本文将介绍一种新的SAR成像理论——高分辨宽测绘带多通道SAR和动目标成像理论，并探讨其方法。
二、高分辨宽测绘带多通道SAR成像理论传统SAR成像技术在实际应用中存在分辨率不高、测绘带窄、成像模糊等问题。
针对这些不足，高分辨宽测绘带多通道SAR成像理论应运而生。
该理论通过综合使用多个频带的SAR数据，提高分辨率和测绘带宽度，达到更精细、全面的地物观测效果。
1. 多通道SAR原理多通道SAR成像技术是指在一个SAR系统中，使用多个SAR器件获取不同频率的SAR数据。
利用这些频率之间的相位差异，我们可以利用合适的图像处理算法，实现高分辨率的成像。
2. 高分辨宽测绘带SAR成像理论高分辨宽测绘带SAR成像理论是基于多通道SAR原理的进一步拓展。
通过利用多通道SAR数据，系统通过对多通道数据进行融合和处理，将不同频率的数据进行拼接，提高地物辨识度，同时实现更大范围的测绘带宽度。
三、动目标成像理论动目标成像是指对运动目标进行成像和跟踪的技术。
传统的SAR技术在成像静止目标时表现良好，但对于运动目标的成像存在较大挑战。
针对这一问题，动目标成像理论应运而生。
传统的SAR成像技术使用的是静态目标模型，只能得到目标的静态位置和形状信息。
而动目标成像理论则引入了目标的运动特性，通过对目标运动进行建模和预测，实现对运动目标的成像和跟踪。
四、高分辨宽测绘带多通道SAR和动目标成像方法在高分辨宽测绘带多通道SAR和动目标成像方法中，首先需要获取多通道SAR数据，并将其进行预处理。
然后，通过合适的算法对多通道SAR数据进行融合，实现高分辨率和宽测绘带成像。
一站固定式低频双站sar高分辨率成像处理技术
接收目标反射回来的电磁波信 号。
信号处理
对接收到的信号进行预处理、 匹配滤波、多普勒补偿等处理 。
成像处理
对处理后的信号进行二维成像 处理，得到高分辨率的SAR图
像。
关键技术指标
分辨率
SAR图像中能够分辨出的最小 目标尺寸。
运动平台速度
运动平台使天线进行运动的速 度，影响SAR图像的分辨率和 更新速率。
一站固定式低频双站sar高分 辨率成像处理技术
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目录
• 引言 • 一站固定式低频双站SAR系统
概述 • 高分辨率成像算法研究 • 实验验证与分析 • 实际应用场景与挑战分析 • 结论与展望
01
引言
技术背景与意义
01
低频SAR成像技术
低频SAR（合成孔径雷达）成像技术是一种利用合成孔径原理，通过在
感等领域具有重要意义。它能够提供高分辨率、高精度的地面目标图像
，为军事决策、民用资源调查等提供有力支持。
国内外研究现状
要点一
国外研究现状
国外在SAR成像技术方面已经取得了 很多成果，包括高分辨率SAR成像算 法、运动补偿算法、地面目标识别等 。同时，一些国家已经成功应用SAR 成像技术于军事侦察和民用遥感领域 。
工作频率
低频电磁波信号的频率范围。
覆盖范围
系统能够覆盖的目标区域范围 。
信号处理算法
用于提高SAR图像质量的各种 算法，如预处理、匹配滤波、 多普勒补偿等。
03
高分辨率成像算法研究
飞行平台上搭载雷达发射器和接收器，对地面目标进行高分辨率成像的
技术。
02
一站固定式低频双站SAR
一站固定式低频双站SAR是一种特殊的SAR成像技术，它通过在地面设
一种复杂环境下改进的SAR图像双边CFAR舰船检测算法
一种复杂环境下改进的SAR图像双边CFAR舰船检测算法背景介绍SAR是一种高分辨率的成像雷达，具有全天时和全天候观测的能力。
利SAR图像进行目标检测与识别是现阶段SAR应用的研究热点。
SAR自动目标识别（ATR）系统主要包括预处理、预筛选、识别和分类等几个模块。
而在它们当中，有效的预筛选有助于在后续操作中节省大量的算力和时间，是十分重要的一环。
而在预筛选模块中，基于恒虚警率（CFAR）的舰船目标检测算法的应用最为广泛。
目前，海面舰船目标检测主要存在两个方面的难点：一是在复杂场景下（例如旁瓣、方位模糊、幻影、防波堤、强相干斑噪声和多目标环境等）对目标进行精确高效的检测比较困难，如图1所示；二是对受到自身的散射特性、环境和雷达设备参数等影响的弱目标的检测存在明显的性能瓶颈，限制了其工程应用。
图1 2017年2月25日，高分3号在UFS模式下获得的上海港附近海域的SAR图像团队工作针对该类问题，合肥工业大学艾加秋副教授等开展了一系列复杂环境下舰船目标检测算法的研究，在对各类CFAR检测器在复杂环境下的检测性能进行详细评估的基础上，设计了一种复杂环境下改进的SAR图像双边CFAR舰船检测算法（Improved Bilateral Constant False Alarm Rate, IB-CFAR）。
首先，针对传统的双边CFAR检测算法在遇到弱目标时容易发生漏检的问题，设计一种非均匀量化方法以提升弱目标内部的像素点间的相似度信息，从而提升舰船检测率；其次，针对双边CFAR在遇到连续的高强度异质点时，所得到的联合图像与实际图像的海况分布相差较远的问题，设计一种自适应强度、空间信息融合模型，将空间相似度、距离向和强度等信息进行融合，在不改变实际海况基本分布的基础上，最大程度地提升目标与周围杂波之间的对比度信息，在进一步提升检测率的同时，对舰船的结构信息进行精细化描述。
在各类复杂环境下提升目标和背景杂波对比度的效果图如图2、3所示。
双基地SAR大斜视及移变模式下成像算法研究的开题报告
双基地SAR大斜视及移变模式下成像算法研究的开题报告题目：双基地SAR大斜视及移变模式下成像算法研究一、研究背景合成孔径雷达（SAR）在军事侦察、环境监测、资源勘探等领域有着广泛应用。
双基地SAR是一种多基地SAR系统，其能够利用多路数据实现更高的分辨率和更大的覆盖面积。
双基地SAR可以应用于高精度地形测量、广域搜索和移动目标跟踪等多个方面。
然而，由于大斜视角和移变模式等原因，双基地SAR数据的成像质量存在一定的局限性，需要通过改进成像算法来提高成像效果。
二、研究目的本研究旨在针对双基地SAR大斜视及移变模式下数据成像问题，探讨相应的成像算法，提高双基地SAR数据的成像质量，使其在实际应用中更加可靠和有效。
三、研究内容及方法1. 基于干涉SAR的成像算法研究大斜视角和移变模式下干涉SAR成像算法，探讨其在实际应用中的成像效果和适用性。
2. 基于多通道SAR的成像算法研究双基地SAR多通道数据的成像算法，探索多通道数据融合技术，提高成像分辨率和信噪比。
3. 基于复杂度分布的成像算法分析双基地SAR数据成像中的复杂度分布特点，研究相应的复杂度分布成像算法。
四、预期成果本研究将通过对双基地SAR大斜视及移变模式下成像算法的研究，提高双基地SAR数据的成像质量，为其在实际应用中提供更好的支持。
预期研究成果包括以下方面：1. 建立基于干涉SAR、多通道SAR和复杂度分布的双基地SAR成像算法体系。
2. 分析不同成像算法的特点和适用范围，提出相应的成像优化策略。
3. 验证算法的有效性和可行性，提高双基地SAR数据的成像质量。
五、研究意义该研究具有重要的理论和实际意义。
首先，本研究可为双基地SAR系统的优化设计提供技术支持和指导。
其次，研究成果可为军事、环境监测、资源勘探等领域的应用提供更可靠和有效的数据支持。
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Journal of Remote Sensing
Hale Waihona Puke 遥感学报Implementation of dual stripmap imaging for a novel airborne SAR system
JIN Xuesong, LI Yong
College of Information Science and Technology, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Jiangsu Nanjing 210016, China
1
INTRODUCTION
Synthetic aperture radar (SAR) with the capabilities of all-weather, day and night, and long distance imaging, is widely used in the Earths surface mapping, resource exploration and other fields. Achieving multi-mode high-resolution imaging is one of SAR development directions. In the classic stripmap mode, the spotlight mode and the scanning mode (Ian & Frank, 2007; Carrara & Goodman, 1995), the imaging area locates on the single side of radar flight path. For the circular-scanning SAR (Li et al., 2008; Li et al., 2002) (Fig.1), the both side of the flight path can be illuminated synchronously by steering the radar antenna to rotate continuously around with the vertical axes pointing to the Earth surface. However, the circular-scanning SAR system does have insuperable disadvantages. Firstly, with the scanning of radar beam, the increasing of squint angle leads to a lower utilization rate of synthetic aperture and thus a lower azimuth resolution. Secondly, the image formation becomes difficult where the beam pointing the forward or backward directions due to the serious coupling of the range and azimuthal signals (Mao et al., 2008). Therefore, the effective information of circular-scanning SAR image is mostly concentrated at the broad sides of stripmap. The focused processing where the radar beam pointing to the forward or backward not only costs actra hardware resources and computing time, but also can not provide us the desirable results.
682
Journal of Remote Sensing 遥感学报
2010, 14(4)
the implementation steps and the design requirements of the system parameters for dual stripmap SAR imaging are analyzed detailedly. Finally, the simulation and live data processing results are given to verify the validity of the imaging algorithm.
Fig. 1 Sketch map of circular scanning SAR
Thus, one kind of dual stripmap SAR imaging algorithm is studied in this paper (Fig.2). This model is based on circular-scanning SAR system, which satisfies wide imaging area and high resolution requirements as well as the improved imaging efficiency. By introducing additional geometric correction and image mosaic prosessing, it can achieve some new capabilities rather than other systems. The model makes up for the shortage of single stripmap SAR in some special stations. It may improve the guidance precision of all kinds of airborne weapons combined with a circular-scanning SAR. In this paper,
2
ANALYSIS OF DUAL STRIPMAP IMAGING ALGORITHM
The processing block diagram of dual stripmap SAR imaging is shown in Fig.3. As the platform moves, the radar antenna system transmits signals while rotating with the vertical axis with the same inclination angle, and then receives the echo. The system processes the echo from both sides of platform and then produces the subimages. Subimages are mosaicked after geometric distortion correction into the sector image during the circular scanning period. With the sector image generated and mosaicked unceasingly, dual stripmap image is obtained.
Received: 2009-06-05; Accepted: 2009-11-03 Foundation: Aeronautical Science Foundation of China (No. 20080152004) and Ph.D. Programs Foundation of Ministry of Education of China (No. 20070287053). First author biography: JIN Xuesong (1985— ), male, master of engineering. He majors in radar signal processing. E-mail: xuesong.jin@
Abstract: This paper studies the dual stripmap imaging program of the airborne SAR which carries a circular scanning antenna system that has the ability to map both sides of the radar’s flight path. This imaging mode is developed from the circular-scanning mode, which effectively improves the image size and the imaging efficiency. The basic imaging procedure is firstly analyzed, then the implementation as well as the rules of choosing the system parameters to fulfill the image resolution and the seamless mosaicing requirements are presented, while considering the actual motion conditions of the radar platform. The point-target simulation and live data processing results of one real system are given to show the validity of the proposed imaging methodology. Key words: synthetic aperture radar (SAR), dual stripmap mode, imaging algorithm, parameter design CLC number: TP722.6 Document code: A