平流层飞艇SAR成像优化策略研究

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平流层飞艇总体性能与技术研究

关键词：平流层飞艇，技术概述，参数化建模，外形优化，代理模型；Kriging
模型，参数分析
- II -
南京航空航大学硕士学位论文
Abstract
Airships as stratospheric platform have large value in telecommunication services and military applcaiton. Their have been closely attend for nearly thirty years in those strong military countries. With the background of the stratospheric platform R&D project in China, this dissertation summarizes characteristics, application, systems and some technology of airship. Then, the airship modeling, figuration optimization and parameter analysis are studied in this thesis. In the context, parametic modeling method is used for stratospheric airship geometric modeling, and it can save considerable amount time required for aerodynamics analysis and figuration design. At the same time, airship with lemniscate and roseline profile is also studied to analyze their characteristic of drag. It’s found that airship is fit to control and has enough buoyanch when its slenderness radio is approximately four. So an improved trilobal roseline is described as a good profile. Surrogate model is introduced in the progress of figuration optimization of the airship. With Latin Squares Experiment Design to show samples and Kriging Approximation Approaches, we build the surrogate model for aerodynamical analysis. And then the figuration of stratospheric airship is optimized to have minimal weight in Isight. Finally, in the base of figuration optimization, the affect to weight and size of airship as a result of improving of much technology such as driving, energy, and material is studied, and this article figure out the direction of technology about stratospheric airship which should be developed. Keywords: Stratospheric airship, Technology summarization, Parametic modeling, Figuration optimization, Surrogate model, Kriging model, Parameter analysis

SAR图像舰船目标检测及特征提取方法研究的开题报告

SAR图像舰船目标检测及特征提取方法研究的开题报告导师您好，我是您的学生，计划在 SAR 图像舰船目标检测及特征提取方法研究方面进行毕业论文的研究。

以下是我的开题报告：一、研究背景合成孔径雷达（SAR）技术已经成为卫星、航空和地面雷达图像处理中的重要手段。

相较于光学影像，SAR 图像具有较强的穿透能力，可以在复杂的天气和光照条件下实现对地面物体的观测和探测，因此在海洋监测，航空导航，城市规划等领域得到了广泛的应用。

在 SAR 图像中，船舶被认为是一种重要的目标，通常对其进行检测和识别来判断海域的安全性和交通情况。

然而，由于海洋环境的变化和舰船的不同结构等因素对 SAR 图像造成的影响，船舶目标检测面临许多挑战。

因此，对于 SAR 图像中船舶目标的有效检测和特征提取是极为关键的。

二、研究目标本研究旨在探究 SAR 图像舰船目标的检测和特征提取方法，主要包括以下方面：1. 分析 SAR 图像舰船目标识别的困难和挑战，探究各种干扰因素和方法应对策略；2. 研究舰船目标的特征提取方法，分析目标在 SAR 图像中的几何和纹理特征；3. 比较和分析现有的 SAR 图像舰船检测方法，提出基于特征提取的检测方法，进一步提高检测的准确性和效率；4. 针对海上目标跟踪，采用卡尔曼滤波等方法构建航迹模型，实现多船的目标跟踪和分析。

三、研究方法本研究主要采用以下方法：1. 对现有的 SAR 图像舰船检测方法进行综述和对比，分析各种检测方法的优缺点，并对其进行改进；2. 设计并开发 SIFT、HOG、CNN 等图像处理方法，用于实现 SAR图像舰船目标的特征提取和识别；3. 提出基于 SAR 图像特征的舰船目标检测方法，探究利用目标形状、大小、纹理等特征进行目标检测和定位；4. 针对海洋环境下的舰船目标跟踪，采用卡尔曼滤波等方法进行实验和验证。

四、预期成果本研究预期达到以下成果：1. 提出一种基于 SAR 图像特征的舰船目标检测方法，具有较高的判别率和较低的误检率；2. 提出一种适用于 SAR 图像的舰船目标特征提取方法，能够提取目标的复杂纹理特征和几何信息；3. 验证基于卡尔曼滤波的海上目标跟踪模型，可以有效跟踪多目标和预测目标轨迹。

基于SAR图像的舰船目标检测与参数提取研究的开题报告

基于SAR图像的舰船目标检测与参数提取研究的开题报告1. 研究背景与意义舰船目标在海洋遥感监测中具有重要的作用，可以用于军事侦察、海上交通管制、海上救援等方面。

随着合成孔径雷达（SAR）技术的发展，SAR图像已经成为海洋舰船监测的主要手段之一。

然而，SAR图像中舰船目标的检测和参数提取仍然存在一定的困难，包括目标与水面干扰混淆、多目标合并等问题。

因此，研究基于SAR图像的舰船目标检测与参数提取方法，具有重要的现实意义和应用价值。

2. 研究内容与目标本课题旨在研究基于SAR图像的舰船目标检测与参数提取方法，主要包括以下内容：（1）SAR图像的预处理方法，包括去噪、增强等；（2）基于特征提取的舰船目标检测方法，如Haar、HOG和SIFT等；（3）基于深度学习的舰船目标检测方法，如卷积神经网络（CNN）；（4）舰船目标参数的提取方法，如长度、宽度、面积、轮廓等；（5）舰船目标检测与参数提取算法的实验验证及效果分析。

3. 研究方法与步骤本课题采用实验研究法进行，主要分为以下步骤：（1）收集并预处理SAR图像数据集，如Radarsat-2、Sentinel-1等；（2）选择合适的特征提取方法或深度学习模型，进行舰船目标检测；（3）从检测结果中提取舰船目标的相关参数；（4）设计实验方案，对算法进行测试和分析；（5）根据实验结果和分析，改进和优化算法，提高检测和参数提取的精度和效率。

4. 研究成果与意义本课题的研究成果将填补基于SAR图像的舰船目标检测和参数提取领域的研究空白，具有重要的应用价值。

研究成果将能够应用于海上交通管制、海洋环境监测、海上救援等领域，并具有重要的军事应用价值，在海上防御和战略决策中具有重要的作用。

同时，本课题的研究成果还可以为其他基于遥感图像的目标检测和参数提取提供借鉴和参考。

SAR图像舰船检测算法研究

SAR图像舰船检测算法研究摘要合成孔径雷达（SAR）成像技术具有全天候、全天时、全方位、高分辨率等特点，被广泛应用于航天、军事、海事等领域。

在SAR图像中，船舶是一种重要的目标，其检测和识别对于海上交通管理、军事情报采集等具有重要意义。

本文基于SAR图像的特点，研究并提出一种有效的舰船检测算法。

首先，本文介绍了SAR成像原理和船舶检测的背景和意义。

然后，详细阐述了影响船舶检测的因素，包括海况、天气等环境因素，以及雷达的参数设置。

接着，介绍了常见的船舶检测算法，分析了它们的优缺点。

其中，本文重点阐述了基于极化特征的舰船检测算法和基于形态学分析的舰船检测算法。

最后，本文提出了一种新的舰船检测算法，即基于特征图的舰船检测算法。

该算法基于卷积神经网络（CNN），将SAR图像提取的高层特征图作为输入，通过特征图上的轮廓信息实现舰船的检测。

通过实验验证，该算法具有较高的检测精度和较快的运行速度，具有较好的实用性和应用前景。

关键词：SAR图像；舰船检测；极化特征；形态学分析；特征图；卷积神经网络。

AbstractSynthetic aperture radar (SAR) imaging technology has the characteristics of all-weather, all-time, all-round, and high resolution, and is widely used in aerospace, military, maritime and other fields. In SAR images, ships are important targets, and their detection and identification are significant for maritime traffic management, military intelligence collection, etc. Based on the characteristics of SAR images, this paper studies and proposes an effective ship detection algorithm.Firstly, this paper introduces the SAR imaging principle and the background and significance of ship detection. Then, the factors affecting ship detection are elaborated in detail, including environmental factors such as sea state and weather, and radar parameter settings. Next, common ship detection algorithms are introduced, and their advantages and disadvantages are analyzed. Among them, this paper focuses on the ship detection algorithms based on polarimetric features and morphological analysis.Finally, this paper proposes a new ship detection algorithm based on feature maps, namely the ship detection algorithm based on feature maps. The algorithm is based on convolutional neural networks (CNNs), and uses the high-level feature maps extractedfrom SAR images as input to achieve ship detection through the contour information on the feature maps. Experimental results show that the algorithm has high detection accuracy and fast running speed, and has good practicability and application prospects.Keywords: SAR image; ship detection; polarimetric feature; morphological analysis; feature map; convolutional neural networkShip detection in SAR images is an important research area in remote sensing. In recent years, several methods including polarimetric features, morphological analysis, and convolutional neural networks (CNNs) have been developed for ship detection in SAR images. Among these methods, CNNs have shown promising results due to their ability to automatically learn features from input data.The proposed ship detection algorithm in this study is based on CNNs and uses high-level feature maps extracted from SAR images as input. The algorithm aims to achieve ship detection through the contour information on the feature maps. The proposed algorithm consists of four main steps: preprocessing, feature extraction, ship detection, and post-processing.In the preprocessing step, the SAR image is preprocessed to remove speckle noise and enhance the contrast. In the feature extraction step, the polarimetric features are extracted from the preprocessed SAR image. In the ship detection step,the feature maps are generated using a CNN, and the ships are detected through the contour information on the feature maps. In the post-processing step, thefalse positives are removed using morphological analysis.Experimental results show that the proposed algorithm has high detection accuracy and fast running speed. The algorithm also has good practicability and application prospects due to the availability of SAR images and the increasing demand for maritime security. Therefore, the proposed algorithm can be used as an effective tool for ship detection in SAR imagesOne potential application of the proposed algorithm is in the field of maritime surveillance, which is becoming increasingly important due to the rise of piracy, smuggling, and illegal fishing activities in marine environments. SAR images have been widely used for ship detection due to their ability to penetrate through clouds, darkness, and other natural barriers.However, the automatic detection of ships in SAR images remains a challenging task due to various factors, such as low contrast, speckle noise, and complex background clutter.Currently, manual interpretation and analysis of SAR images are time-consuming and labor-intensive, which limits its effectiveness in real-time monitoring and decision-making. Therefore, developing an efficient and reliable ship detection algorithm for SAR images can greatly improve the efficiency and effectiveness of maritime security and surveillance.The proposed algorithm has several advantages compared to existing methods. First, it utilizes the advantages of both CFAR and CNN methods to achieve high detection accuracy and low false positive rates. Second, the use of transfer learning enables the algorithm to adapt to different SAR data sources and reduce training time and resources. Third, the post-processing step using morphological analysis effectively removes false detections and improves the overall detection performance.In addition, the proposed algorithm can also be extended to other applications, such as the detection of other marine structures, such as oil rigs, buoys,and lighthouses. It can also be used in other remote sensing domains, such as satellite images for land use mapping, wildfire monitoring, and disaster management.In conclusion, the proposed ship detection algorithm for SAR images shows great potential for improving maritime security and surveillance. Its high detection accuracy, fast running speed, and good practicability make it a valuable tool for automatic ship detectionin SAR images. Further research and development can focus on improving its robustness and generalizability to various SAR platforms and environmental factorsAdditionally, there are several challenges that need to be addressed in the future before the proposed algorithm can be widely applicable. One challenge is the development of a robust algorithm that can detect not only ships but also other objects such as buoys and oil rigs that may appear similar to ships in SAR images. Another challenge is the need to improve the algorithm's performance under different environmental conditions such as fog, rain, and sea clutter, which can significantly affect the quality of SAR images.Furthermore, the proposed algorithm can be extended to other applications such as environmental monitoring, land use mapping, wildfire monitoring, and disastermanagement. Specifically, the algorithm can be used to detect oil spills, track iceberg movements, and monitor coastal erosion. It can also be used to identify burnt areas in wildfire images and to detect buildings and infrastructure damage caused by natural disasters such as earthquakes and floods. These applications can benefit from the proposed algorithm's high detection accuracy and fast running speed, which can enable timely decision-making and response.Overall, the proposed ship detection algorithm for SAR images has shown great potential for improving maritime security and surveillance. Its applicability to other domains such as environmental monitoring, land use mapping, wildfire monitoring, and disaster management further highlights its value as a versatile and practical tool. With continued research and development, the algorithm can be further improved and adapted to various real-world applications, contributing to a safer and more sustainable worldIn conclusion, the ship detection algorithm for SAR images has proven to be an effective tool for enhancing maritime security and surveillance. However, its potential extends beyond this domain, with applications in environmental monitoring, land use mapping, wildfire monitoring, and disaster management.With ongoing research and development efforts, this algorithm can be further improved and customized to meet the needs of various real-world scenarios, ultimately contributing to a safer and more sustainable world。

平流层飞艇优化方法和设计参数敏感性分析

平流层飞艇优化方法和设计参数敏感性分析
平流层飞艇优化方法和设计参数敏感性分析
平流层飞艇优化设计对飞艇体积、重量、成本、工作能力、承载能力等有重要影响.提出采用总重最小的优化目标对平流层飞艇进行优化,给出了平流层飞艇总体参数估算方法,建立了平流层飞艇优化流程,编制了计算程序,并对平流层飞艇进行了尺寸优化.分析表明:(1)为达到最小代价(总重或成本)的目标,平流层飞艇设计不能片面追求阻力最小或者浮力最大,应综合考虑浮力与推力,进行尺寸优化;(2)平流层飞艇运行地理纬度、在一年中的运行时段、抗风能力、有效载荷重量、再生燃料电池比能量、蒙皮比重量等参数对飞艇优化设计尺寸有重要的影响.
作者：姚伟李勇王文隽郑威 YAO Wei LI Yong WANG Wen-jun ZHENG Wei 作者单位：中国空间技术研究院研究发展中心,北京,100094 刊名：宇航学报ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF ASTRONAUTICS 年，卷(期)：2007 28(6) 分类号：V247 关键词：平流层飞艇总体优化参数分析。

基于深度学习的SAR图像舰船检测及识别技术研究

基于深度学习的图像识别技术
1、卷积神经网络（CNN）
卷积神经网络是一种广泛用于图像识别的深度学习算法。CNN通过使用卷积核来对输入图像进行局部区域的分析。这些卷积核可以在多个尺度上滑动，提取图像的不同特征，例如边缘、纹理和形状。CNN的这种能力使其能够有效地识别和分析图像中的各种模式。
2、循环神经网络（RNN）
舰船检测
传统的SAR图像舰船检测方法通常基于图像处理技术，如滤波、边缘检测、形态学处理等。然而，这些方法在复杂背景和噪声条件下往往性能不佳。近年来，深度学习技术的发展为SAR图像舰船检测提供了新的解决方案。
基于深度学习的SAR图像舰船检测方法通常包括以下步骤：
1、特征提取：使用深度卷积神经网络（DCNN）等深度学习模型提取SAR图像中的特征。
生成对抗网络是一种可以生成新数据的神经网络。在图像识别领域，GAN可以用于生成与真实数据类似的新图像。GAN由两个部分组成：生成器和判别器。生成器试图生成新的假图像，而判别器则试图区分真实的图像和生成的图像。这两个部分通过竞争来不断改进他们的性能，最终达到类似人类生成新图像的能力。
结论
本次演示对基于深度学习的图像识别技术进行了综述。深度学习算法如卷积神经网络、循环神经网络和生成对抗网络等为图像识别领域带来了新的突破。这些算法可以自动地学习和提取输入数据中的特征，从而大大提高了图像识别的准确性和效率。未来，随着深度学习技术的进一步发展，基于深度学习的图像识别技术将会更加广泛地应用于各个领域。
1、深度学习模型优化：探索更为有效的深度学习模型和算法，以提高SAR图像舰船检测及识别技术的准确率和效率。
2、多模态信息融合：将多模态信息（如可见光、红外等）融合到深度学习模型中，以提高SAR图像舰船检测及识别技术的准确率和鲁棒性。

SAR图像舰船目标识别方法研究

SAR图像舰船目标识别方法研究SAR图像舰船目标识别方法研究摘要：合成孔径雷达（SAR）技术作为一种先进的成像技术，已经在军事、民用等领域得到广泛的应用。

其中，针对海上舰船目标的识别一直是SAR图像处理的重要研究方向。

本文基于SAR图像的特性，总结了目前主流的舰船目标识别方法，包括传统的基于形状、纹理等特征的方法和基于深度学习的方法。

同时，针对目前存在的一些问题，进行了进一步的分析和讨论，并提出了相应的解决方案。

实验结果表明，本文提出的方法在舰船目标的识别效果上有很大的提升，具有一定的实用价值和推广应用前景。

关键词：合成孔径雷达（SAR）；舰船目标；特征提取；目标识别；深度学习1.导言合成孔径雷达（SAR）技术以其高分辨率、全天候、整幅图像几何形状不受航向角、距离角等因素影响等优良特性，成为了近年来人们广泛研究的一种成像技术。

在很多应用领域，如军事、海洋、环境监测等，SAR已经得到了广泛的应用。

其中，针对舰船目标的识别一直是SAR图像处理的重要研究方向。

随着深度学习技术的不断发展，越来越多的研究者开始运用深度学习技术来解决SAR舰船目标识别的相关问题。

本文针对SAR图像舰船目标识别问题进行了研究，并提出了相应的解决方案。

2.基于SAR图像的舰船目标识别方法2.1 基于特征提取的舰船目标识别方法传统的基于特征提取的舰船目标识别方法是将图像中的目标以某种方式表示成特征向量，然后采用分类器进行识别。

在特征提取的过程中，通常采用的特征有形状、纹理等，比如基于小波变换的舰船目标识别方法、基于Gabor滤波器的舰船目标识别方法、基于SIFT算法的舰船目标识别方法等。

这些方法都是通过对图像进行特征提取，然后采用机器学习或人工智能算法进行目标识别。

2.2 基于深度学习的舰船目标识别方法随着深度学习技术的不断发展，越来越多的研究者开始运用深度学习技术来解决SAR舰船目标识别的相关问题。

其中比较典型的有基于卷积神经网络（CNN）的方法、基于循环神经网络（RNN）的方法等。

基于平流层飞艇灾害性天气雷达监测系统研究①

基于平流层飞艇灾害性天气雷达监测系统研究①随着科技的不断发展，平流层飞艇成为了一种新型的航空交通工具。

与传统飞机相比，平流层飞艇具有更低的碳排放和更高的运载能力，因此在未来的交通领域有着广阔的前景。

由于平流层飞艇的特殊环境，其面临着天气灾害的风险，为了保证飞艇的安全运行，需要建立一套灾害性天气雷达监测系统。

一、平流层飞艇的特殊环境平流层是地球大气圈的一层，位于对流层和同温层之间，高度为10公里到50公里。

平流层的气候条件相对稳定，风速较小，几乎无云，气温随高度升高逐渐降低。

平流层飞艇在此环境下飞行时，需要解决高空风速测量、高空温度测量和雷达信号传输等问题。

二、平流层飞艇灾害性天气雷达监测系统的建立平流层飞艇灾害性天气雷达监测系统主要包括雷达测量设备、数据传输系统和数据处理系统。

1. 雷达测量设备为了监测平流层飞艇周围的天气情况，需要在飞艇上安装一套雷达测量设备。

这套设备需要具有高分辨率、高抗干扰能力和高灵敏度，以便快速、准确地监测到周围的天气变化。

考虑到平流层飞艇的高度较高，雷达测量设备还需要具有远距离探测能力。

2. 数据传输系统雷达测量设备采集到的数据需要及时传输到地面，以便进行分析和预警。

平流层飞艇灾害性天气雷达监测系统的数据传输系统需要具有高速传输能力和稳定的信号传输能力。

考虑到平流层飞艇的高度较高，数据传输系统还需要具有较远距离传输能力。

3. 数据处理系统传输到地面的数据需要经过一系列的处理和分析，以便对天气情况进行判断和预测。

数据处理系统需要具有强大的计算能力和精确的数据分析算法，能够快速、准确地处理大量的雷达数据，并给出相应的预警和建议。

三、平流层飞艇灾害性天气雷达监测系统的应用平流层飞艇灾害性天气雷达监测系统可以广泛应用于平流层飞艇的日常运行中。

它可以帮助飞艇驾驶员及时了解周围的天气情况，以便采取相应的飞行措施。

它可以提供天气预警信息，帮助飞艇避开灾害性天气，确保飞行安全。

该系统还可以为飞艇航线规划提供参考，提高飞行的效率和准确性。

基于最大覆盖的平流层飞艇配置优化方法研究

关键词平流层飞艇；最大化覆盖；优化配置ＴＰ３９１中图分类号
ＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄｏｆＳｔｒａｔｏｓｐｈｅｒｉｃＡｉｒｓｈｉｐ
张斌徐培德李明明贺
川
郑州４５００５２）
（１．国防科学技术大学信息系统工程重点实验室摘
一
长沙４１００７３）（２．防空兵学院作战实验室
要
配置优化问题是平流层飞艇执行预警监控任务的关键问题，针对地面目标分布随机、多艘飞艇监控能力不等的情况所带来的
ｎｉｔｏｒｉｎｇ．Ｔｈｅｇｒｏｕｎｄｔａｒｇｅｔｓａｒｅｒａｎｄｏｍｌｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄａｎｄｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｉｒｓｈｉｐｓｈａｖｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｂｉｌｉｔｙ，ｔｏｃａｕｓｅａｓｅｒｉｅｓｏｆｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｄａｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆａｉｒｓｈｉｐｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｔａｒｇｅｔｓｔｏｍａｘｉｍｉｚｅｃｏｖｅｒａｇｅａｎｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄａｓｉｍｐｌｅｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍ．Ａｎｄｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｕｓｅｄｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｍｏｄｅｌ，ａｎｄｇｅｔｓｔｈｅｏｐｔｉｍａｌａｌｌｏｃａｔｉｏｎｐｒｏｇｒａｍｏｆｔｈｅａｉｒｓｈｉｐｓｔｏｍｏｎｉｔｏｒｔｈｅｄｉｓｃｒｅｔｅｔａｒｇｅｔｐｏｉｎｔｓ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｃａｎｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｃｏｖｅｒ — ａｇｅｏｆｔｈｅａｉｒｓｈｉｐｏｎｅａｒｔｈｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎａｎｄｒｅｄｕｃｅｔｈｅｄｕｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔａｒｇｅｔｐｏｉｎｔｃｏｖｅｒａｇｅｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｍｉｌｉｔａｒｙｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ．

基于SAR图像的舰船目标检测方法研究

基于SAR图像的舰船目标检测方法研究基于SAR图像的舰船目标检测方法研究摘要：合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar, SAR）由于其在各种天气和光照条件下都能获取高分辨率的图像，被广泛应用于舰船目标检测领域。

本文通过对SAR图像的处理分析，研究SAR图像中舰船目标的检测方法。

1. 引言舰船目标检测在海上监视和安全领域具有重要意义。

传统的舰船目标检测方法受限于光学图像的天气和光照条件要求高，因此引入SAR图像成为一种有效的手段。

SAR图像通过合成孔径雷达技术获得，可以在白天、夜晚和恶劣天气下获取舰船目标的高分辨率图像，具有广阔的应用前景。

2. SAR图像的预处理在舰船目标检测之前，首先需要对SAR图像进行预处理。

预处理主要包括图像去噪、辐射校正和几何配准等步骤。

图像去噪可以提高图像的质量，辐射校正可消除SAR图像中的辐射畸变，几何配准可以纠正图像的几何畸变。

3. 目标检测方法3.1 基于阈值的检测方法基于阈值的舰船目标检测是最简单的方法之一。

它首先对SAR图像进行灰度变换，然后根据像素灰度值与设定的阈值进行比较，将超过阈值的像素判定为目标。

但由于阈值的选择需要根据具体情况进行调整，容易受到图像噪声的干扰，因此可靠性较低。

3.2 基于纹理的检测方法基于纹理的舰船目标检测可以通过分析图像的纹理特征来识别目标。

常见的纹理特征包括共生矩阵、方差和灰度共生矩阵等。

通过提取图像的纹理特征，并结合适当的分类器进行目标识别，可以提高检测的准确性。

3.3 基于形态学的检测方法基于形态学的舰船目标检测方法使用了数学形态学的理论和算法。

通过开闭运算、腐蚀膨胀等形态学操作，可以凸显目标的形状和边界信息，并将目标从背景中分离出来。

4. 目标检测结果评估为了评估舰船目标检测方法的准确性和性能，可以使用一些指标进行评估。

常见的指标包括精确率、召回率和F1得分等。

精确率表示检测出的目标中正确目标的比例，召回率表示正确目标被检测出的比例，F1得分是精确率和召回率的加权平均。

基于SAR成像的船舶检测技术研究

基于SAR成像的船舶检测技术研究随着船运业的发展，船只的安全性和远航效率变得越来越关键。

传统的海上监测方法，如人工巡逻和雷达监测，虽然有效，但是存在一些局限性。

为了克服这些限制，一种基于SAR成像的船舶检测技术被广泛研究和应用。

下面将对这种技术进行探讨。

SAR（Synthetic Aperture Radar）是一种活跃的微波成像技术，可以穿透云层和雾气等自然屏障，能够发挥很强的监测作用。

其原理是向地面或海面发射微波信号，然后接收反射回来的信号。

信号的时间延迟和相位等参数可以被记录下来，最终形成一张类似雷达图像的二维图，被称为SAR影像。

SAR成像技术有很多优点，比如对船舶的定位准确、成像分辨率高等等。

基于SAR成像的船舶检测技术已被广泛应用于船运业的各个领域，如海上搜救、海上运输、港口管理等。

在这个技术中，使用的一种常见的算法叫做CFAR（Constant False Alarm Rate，常数虚警率），可以在SAR影像中精确定位目标船。

CFAR算法能够通过预测噪声的统计分布，来判断目标是否存在。

该算法有多种变体，可根据需要进行适当调整。

例如，如果需要在不同海象下进行检测，则可以将WAVCFAR（Wavelet CFAR）算法与CFAR算法相结合，以提高目标信噪比。

此外，还有一些其他的技术和方法可用于SAR成像船舶检测。

其中，连通性和形态演化方法是基于形态学分析和连通性来检测目标船的。

这种技术可以区分船身以及船舶在海上运动的方向、速度和航向角变化等。

此外，基于纹理特征的技术也被广泛应用于船舶检测中。

利用纹理特征，可以对不同类型、大小、外形的船舶进行分类。

这种技术可以检测到船舶的各种细节特征，从而为识别船舶提供更多信息。

当然，基于SAR成像的船舶检测也存在一些不足之处。

一方面，SAR成像难以提供船舶内部信息。

另一方面，SAR影像中可能会受到复杂地形、噪声等环境因素的影响，从而影响船舶检测的准确性。

基于卷积神经网络的SAR图像舰船目标检测方法研究

一种舰船目标SAR图像的仿真方案
王晨;王军锋
【期刊名称】《信息技术》
【年(卷),期】2007(31)8
【摘要】对舰船目标的合成孔径雷达(SAR)图像(复值)进行再处理,可以对舰船目标进行更精细的成像及轨道计算.开发这些算法需要大量的测试图像.但是由于实验条件的限制,这些图像的数目非常有限,因而研究舰船目标的SAR图像仿真就显得十分必要.提出了对舰船目标的SAR图像进行仿真的一种方案.首先通过仿真舰船目标的SAR成像过程以得到舰船目标的SAR图像,接着根据海杂波SAR图像的统计特性对海杂波的SAR图像进行仿真,最后将两者叠加以获得海面舰船目标的SAR图像.仿真结果显示了该方案的有效性.
【总页数】4页(P130-132,136)
【作者】王晨;王军锋
【作者单位】上海交通大学电子工程系,上海,200240;上海交通大学电子工程系,上海,200240
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.舰船目标SAR图像仿真方法研究 [J], 张显峰;杨露菁;张伟
2.一种基于多极化散射机理的极化SAR图像舰船目标检测方法 [J], 文伟;曹雪菲;
张学峰;陈渤;王英华;刘宏伟
3.基于二次散射的舰船目标SAR图像仿真∗ [J], 黄佳琦;祝明波;侯建国;王腾飞;张东兴
4.一种结合空间信息的星载SAR图像舰船目标检测算法 [J], 樊庆聚;蔡正谊;冷祥光;武院生;计科峰;;;;;
5.一种结合空间信息的星载SAR图像舰船目标检测算法 [J], 樊庆聚;蔡正谊;冷祥光;武院生;计科峰
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SAR成像算法及技术研究的开题报告

SAR成像算法及技术研究的开题报告一、选题背景合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）技术是一种高分辨率、全天候、多极化的遥感技术，在军事和民用领域都有广泛的应用，在测绘、农业、森林、水利等领域也有重要应用价值。

SAR成像算法是SAR技术的核心内容，是将接收到的雷达数据转换为图像的重要手段，其准确性和精度对SAR系统的应用具有决定性的意义。

二、研究目的与意义本次研究的目的是对SAR成像算法及技术进行深入研究，深入了解SAR成像算法的基本原理和核心技术，掌握SAR成像算法的计算方法和分析技巧。

为了实现这个目的，将采用文献研究和实验等方法，具体研究内容包括：1. SAR技术概述和成像原理；2. SAR成像算法的分类和原理；3. SAR成像算法的实现技术；4. SAR成像算法的评价方法和应用。

研究的意义在于进一步提升SAR技术在军事和民用等领域的应用能力，为相关领域的决策制定和科学研究提供更为精确的数据。

三、研究内容与方法本研究将主要采用文献研究和实验方法，具体内容如下：1. SAR技术概述和成像原理通过分析SAR技术的发展历程、特点和应用领域，深入了解SAR雷达的发射和接收机构、信号处理流程等原理，进一步扩展对SAR成像技术的认识。

2. SAR成像算法的分类和原理介绍各类SAR成像算法的基本原理和特点，并重点分析多通道SAR 成像技术，比较不同算法的优劣，探索提高成像精度的技术手段。

3. SAR成像算法的实现技术解析SAR成像算法的实现技术，包括SAR数据处理流程、SAR图像增强技术、SAR图像融合技术等，并尝试实现其中一种算法并优化算法实现流程。

4. SAR成像算法的评价方法和应用介绍SAR成像算法的评价方法和应用，比较不同算法的成像效果，探究SAR成像技术的实际应用，为决策和科研提供更加准确和可靠的数据支持。

四、预期成果本次研究的预期成果包括：1. 深入了解SAR技术的成像原理和基本原理；2. 熟悉各类SAR成像算法的原理和特点；3. 掌握SAR成像算法的实现技术；4. 探讨SAR成像技术的评价方法和应用；5. 完成一篇包含实验结果的论文，并可以在实践中运用所学的相关知识。

舰船ISAR成像的时间段优化选取

２１００年１Ｏ月
舰船电子对抗
ＳＨＩＰＢ０ＡＲＤＥＬＥＣＴＲ０ＮＩＣ０ＵＮＴＥＲＭＥＡＳＵＲＥＣ
Ｏｃ．２Ｏｔ０１
Ｖｏ．３ＮＯ５１３．
第３３卷第５期
舰船ＩＡＲ成像的时间段优化选取Ｓ
０
引言
对舰船目标进行ＩＡＲ成像时，Ｓ主要是利用其
标进行瞬时成像的方法，的就是选取出舰船转动目较强且转速变化较平稳的时间段，该时间段内，在对舰船进行瞬时成像。通过实测数据的处理结果，可以看出该方法对舰船目标的ＩＡＲ成像非常有效。Ｓ
离一时多普勒进行成像，则丢弃该段数据。实测数据的成像结果验证了提出的方法是有效的。瞬否
关键词ｉ船成像；合成孔径雷达；位补偿；普勒中心舰逆相多
中图分类号：Ｎ５Ｔ９８
ＡｐｅｔｒｄｒＩａｉｇｏｈｉｒｕｅＲａａｍｇｎｆＳｐ
ＸＵｅＷｉ
（Ｔｈｅ７３ＩｓｉｕｅｏｔＣＳＩ，ａＺｎｔｔｔＣＹｎｇｚｈｏｕ２０２５０１，ｉａ）Ｃｈｎ
ＡｂｔａｔＢａｅｈｅａａｙｓｓｏｆｉｖｒｅｓｎｔｅｉｐｒｕｅｒｄｒ（ＳＡＲ）ｉｇｎｇｍｏｅｆｓｉｓｒｃ：ｓｄｏｎｔｎｌｉｎｅｓｙｈｔｃａｅｔｒａａＩｍａｉｄｌｏｈｐ，

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。

舰船及其海面背景 SA R成像模拟研究综述

我爱我家初中生作文我家那点事儿真是有趣又搞笑，时不时就让我忍不住笑出声。

尤其是那次周末，全家人一起在家搞了一次“奇妙厨房冒险”，差点儿把厨房变成了“灾难现场”。

事情得从那天的早晨说起。

我妈在家里自作主张决定要做一个“伟大的早餐”。

她突然来了兴致，说要做我们家从未尝试过的“自制薄饼”。

我一听，心想这是要做什么大事儿啊。

于是，我爸、我妈和我一块儿涌进了厨房。

我爸一直是个“厨艺高手”，他的拿手好戏就是炒菜，但做这种需要精确测量的东西，他可不太在行。

刚开始，他就拿出一个小巧的量杯，嚷嚷着要把面粉量好。

我妈在一旁撇嘴，觉得量杯实在太小了，决定直接往面粉袋里撒。

结果面粉飞了个满屋都是，我跟她一起笑得差点儿趴下。

厨房的地板、台面、甚至墙上，都沾满了白色的面粉。

接着，我爸开始打鸡蛋。

他为了展示他的“厨艺”，硬是用一只手打蛋，结果蛋黄蛋白全都撒了出来。

蛋壳在他手里也不乖乖待着，掉了一地。

看着他满脸无辜的样子，我忍不住笑了，妈咪也在一旁偷笑，说他这样打鸡蛋就像是在做体操。

然后我们开始搅拌面糊。

我妈兴致勃勃地拿起搅拌器，结果那个搅拌器居然是电动的，开了之后直接把面糊甩了我爸一脸。

面糊满天飞，我爸跟个大花脸似的站在那儿，我妈也笑得快要晕过去了。

厨房里的气氛顿时成了欢乐的派对。

经过一番折腾，薄饼终于开始煎了。

我妈和我爸轮流翻面饼，结果薄饼在锅里跳舞一样，老是粘锅。

有的薄饼被煎得一面黑乎乎的，另一面还是白的，看起来像个变形的月饼。

我们全家人看着那一堆“艺术作品”哈哈大笑，觉得这简直是个创意的灾难。

最后，我们勉勉强强吃上了那些薄饼，虽然味道不算很好，但全家人吃得特别开心。

这场“奇妙厨房冒险”虽然没有做成什么大餐，却让我们一起笑了，增进了感情。

我爸说这次做饭经历真的是“满满的回忆”，我妈也觉得这次的笑声比吃美食还要美好。

所以，虽然我们家的厨房变成了战场，薄饼也不是最美味的，但这次经历让我明白了，家里的一点点小事情，一家人一起做、一起笑，才是最珍贵的。

SAR图像舰船检测方法研究的开题报告

SAR图像舰船检测方法研究的开题报告1. 研究背景合成孔径雷达 (Synthetic Aperture Radar, SAR) 是一种利用雷达技术进行成像的技术。

由于 SAR 具有远距离、不受光照条件限制、不受天气影响等特点，因此在航空、海洋、地质勘探等领域得到广泛应用。

其中，SAR 图像在海洋环境监测中具有重要的应用价值。

SAR 图像能够反映出海洋表面的波浪、海流、风暴等信息，同时也能够用于海上目标检测和识别。

在 SAR 图像中，舰船的检测是一项重要但具有挑战性的任务。

由于SAR 图像中的舰船目标通常与海浪、海雾等背景混杂在一起，且舰船信号与背景信号相差不大，因此通常需要使用高级的图像处理算法来完成舰船检测任务。

目前，已经有许多的方法被提出来，在 SAR 图像中实现舰船的自动检测，包括特征提取、模型分类、形状分类、监督学习等等。

2. 研究目的和意义本文的研究目的在于提出一种新的 SAR 图像舰船检测方法，以提高舰船检测的精度和效率。

本研究将探索一种新的舰船检测方法，该方法将基于深度学习和神经网络算法，结合遥感图像的特征，设计高效的特征提取和舰船定位算法，实现舰船的自动检测和识别。

通过本研究，可以为 SAR 图像舰船检测提供一种新的方法，并在实际应用中具有重要的意义。

舰船的快速检测和识别可以帮助海上监测、救援等领域提高效率，同时也可以为海上航行提供更加安全的保障。

3. 研究内容和方法本文研究内容将包括以下几个方面：（1）分析 SAR 图像舰船检测的特点和难点，探索传统的检测方法和算法。

（2）研究基于深度学习和神经网络算法的SAR 图像舰船检测方法。

结合卷积神经网络（CNN）和递归神经网络（RNN）等技术，提出一种高效的特征提取和舰船定位算法。

（3）测试和验证新方法的性能和效果。

通过大量的实验和对比分析，评估新方法的准确性和效率，并与传统算法进行对比，分析新方法的优缺点。

本研究将采用实验方法和模拟方法相结合，通过自己搭建数据集等手段来验证新方法的性能和效果。

平流层飞艇的关键技术探讨_王莲英

6）能源问题。为完成长期定点任务，必须为飞艇提供持续的动力和飞艇所载设备工作所需要的电能。太阳能为再生式能源、无污染、使用时无质量损失，因此，太阳能的利用是高空飞艇的发展趋势，即太阳能飞艇。美国空军研究实验室（ AFＲI）已授予数家公司航空太阳能电池研究合同。欧洲、日本、以色列等国都积极进行平流层太阳能飞艇的研究开发，并已经进入实际的研制和试验阶段。目前，合成树脂基材的柔性非晶硅太阳能电池的寿命不可能胜任在平流层如此长时间的能量收集任务。
近期，X-51A 仅适用打击武器（ HSSW）。预计这种武器将于 2020 年进行演示验证。
根据 X-51A 的成果，研究人员有详细的清单，或能用于开发战术相关的高超声速武器概念。 X-51A 的基准速度和大约尺寸将形成 HSSW 的模型，HSSW 能与 B-2A 轰炸机的内埋武器舱和 F-35联合攻击机兼容。这种飞行验证将成为首次在战术意义上对
·31·
情报交流
图 4 日本平流层飞艇的升空和回收控制图
用飞艇艇库对飞艇的操作更为艰难，所以，尽量避免使用艇库停放飞艇。因此，为了使飞艇锚泊时能够抵抗预计的恶劣天气带来的载荷，要求飞艇要有足够的结构强度。
4）体积大，对风比较敏感，难于操纵。本身体积大就是飞艇外形的一个显著特点，又由于平流层空气密度小，艇体内气体的浮力大幅下降，因此，平流层飞艇的体积更大。在平流层 20 000 m高度以上，其垂直方向运动的气流理论上不明显，但水平方向不时出现的强风，就不是一般飞艇能够轻易对付的。对于侧风引起的力矩，飞艇需要安装较大面积的尾翼及舵面平衡相应的力矩，并且对舵面的操作需要有较快的控制响应。由此带来结构强度及控制响应要求将大大提高。

SAR图像海面舰船目标检测算法研究及应用

SAR图像海面舰船目标检测算法研究及应用摘要：针对合成孔径雷达（SAR）图像海面舰船目标检测的问题，本文基于分割和特征提取的方法，提出了一种新的算法，并对其在实际应用中的效果进行了测试和分析。

具体来说，本文利用了SAR图像的两种特点：高分辨率和多波束成像技术，通过分割算法将图像分为海面区域和舰船区域，并提取了不同区域的特征，以此进行目标检测。

实验结果表明，本文提出的算法可以有效地检测出SAR图像中的海面舰船目标，具有较高的准确率和召回率，在实际应用中具有广泛的应用前景。

关键词：SAR图像，海面舰船目标，目标检测，分割，特征提取正文：一、绪论合成孔径雷达（SAR）作为一种高分辨率、高精度的观测技术，已经广泛应用于海洋、地球物理、环境等领域。

在海洋领域中，SAR图像可以用于海面舰船目标的检测和识别，具有很高的实际应用价值。

然而，由于SAR图像具有一定的特殊性质，如图像混淆、噪声干扰等，对于海面舰船目标的检测仍然存在一定的挑战。

针对SAR图像海面舰船目标检测这一问题，目前已经有很多相关的研究。

其中一些研究主要基于图像的特征提取和分类方法，如纹理特征、形状特征、颜色特征等。

这些方法通常利用支持向量机、人工神经网络等分类器进行目标检测。

但是，这些方法在实际应用中存在一定的局限性，如分类器的训练数据难以获取等问题。

针对上述问题，本文基于分割和特征提取的方法，提出了一种新的SAR图像海面舰船目标检测算法。

本算法首先利用SAR图像的多波束成像技术将图像分为海面区域和舰船区域，然后利用不同区域的特征进行目标检测。

本文通过实验分析，验证了本算法的有效性和实用性。

二、SAR图像海面舰船目标检测算法2.1 SAR图像分割SAR图像分割是本文算法的关键步骤。

在SAR图像中，由于不同区域的反射率不同，会导致图像的强度变化，因此可以通过强度的不同来进行分割。

本文算法首先利用SAR图像的多波束成像技术，将图像分为两个不同的子图像：海面子图像和舰船子图像。

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百度文库平流层飞艇SAR成像优化策略研究贾高伟杨希祥（国防科技大学空天科学学院湖南长沙410073）摘要：平流层飞艇具有驻空高度高、覆盖范围广、驻空时间久、使用效费比高等特点，在侦察监视等领域应用前景广阔。

结合平流层飞艇平台特性，分析了平流层飞艇合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar, SAR）与机载SAR的异同；针对平流层飞艇SAR的PRF冗余及大振幅低频率运动误差，提出了优化方案，并开展了仿真分析验证。

仿真结果表明本文提出的优化运动补偿方法能够有效消除平流层飞艇运动误差影响。

关键词：平流层飞艇；快速响应；SAR系统中图分类号：TN95 文献标志码：A文章编号：Imaging Optimization for Stratospheric Airship SARJIA Gaowei, YANG Xixiang(College of Aerospace Science and Engineering, National University of Defense Technology, Changsha, Hunan,410073)Abstract：As a new SAR carrier, stratospheric airship has the potential as large observation area, long drift time, and better efficiency. It is expected in many different applications, such as reconnaissance, surveillance, and environmental monitoring. In the paper, the imaging difference between the stratospheric airship SAR and airplane SAR is compared. To improve the imaging efficiency, the optimization strategy according to redundant PRF and large amplitude trajectory deviation, respectively. Eventually, necessary simulation test is presented to validate the proposed method.Keywords: Stratospheric Airship; Fast response; Synthetic aperture radar目前，我国SAR系统搭载平台主要有天基、空基和地基三种：近地轨道遥感卫星轨道高度在500km～800km之间，能够对固定目标或移动速度较慢目标实施高分辨侦察，但星载SAR系统开发成本高，代价大，轨道运行特性使其难以对突发关键区域进行快速观测响应。

相比于卫星，飞机的飞行高度低、机动灵活，但滞空时间短，机载SAR往往需要高额费用和高频率出勤率才能实现大范围、长时间的预警、侦察和监视。

地基ISAR对空侦察的范围受到观测点地域限制，监视范围小，不能适应在广阔海域中的应用需求。

临近空间浮空器（平流层飞艇或气球）技术的发展为实现大范围区域预警和侦察监视提供了一种新的装备平台[1]。

平流层飞艇的飞行高度适中（约20Km）、飞行速度较慢、滞空时间长，将临近空间飞艇配置在国境线、海岸线、争议区域等并配置有效SAR载荷，可以对海面、陆地上目标进行有效观测和侦察，填补临近空间观测活动利用的空白，在军事、遥感、勘探、测绘、农业、水利等方面同样具有十分广泛的应用前景[2]。

具体地，影响到平流层飞艇实际运行及执行任务能力的关键因素包括：临近空间低压低温环境、平流层飞艇蒙皮材料、平流层飞艇能源管理系统、平流层飞艇飞行控制等。

这些因素将影响平流层飞艇SAR系统的温控设计、SAR体积重量功耗、SAR成像算法及运动补偿算法等[3-5]。

本文将着重分析平流层飞艇SAR在成像几何、成像算法、运动补偿处理等方面的特性。

______________________________*作者简介：贾高伟（1989-），男，河南周口人，讲师，博士，E-mail：杨希祥，男，河北阜城人，副教授，博士。

1. 平流层飞艇SAR 与机载SAR 的差异本文分析的平流层飞艇的运行高度约18km-20km,该环境条件下最低大气温度约-70℃，大型机载SAR 平台飞行高度约8-10Km, 对应的大气温度约-30℃，因此平流层飞艇SAR 系统设计当考虑器件的低温特性或载荷系统的温控系统。

同时，为减小SAR 系统对平流层飞艇能源系统的压力，应当在SAR 系统发射功率与天线增益之间做出折衷。

此外，平流层飞艇体积庞大，适合安装轻质大面阵高增益天线系统。

在SAR 工作环境特性、功耗尺寸限制之外，平流层飞艇SAR 与机载SAR 的最大差异体现在巡航速度上。

一般机载平台（如运八）的巡航速度在150m/s ，而平流层飞艇的巡航速度在10-15m/s 之间[1,6-7]。

这里设定平流层飞艇的巡航速度为10m/s 。

低速运动特性对平流层飞艇的影响包括：合成时间延长，航向运动误差补偿的必要性及PRF 冗余。

1.1 成像几何的差异类似于机载SAR ，平流层飞艇SAR 的成像几何为：图1 平流层飞艇SAR 成像几何Fig.1 The geometry of stratospheric airship SAR设H 为平流层飞艇高度，BW θ为合成孔径积累角，0R 为零多普勒斜距，R 为雷达相位中心（APC ）同目标n n n (,,0)T x y 之间的瞬时斜距，设平流层飞艇巡航速度为V 。

结合SAR 成像知识，中心斜距处平流层飞艇SAR 的合成孔径长度为：BWSAR 02tan()2L R θ= (1)设平流层飞艇SAR 与机载SAR 的典型参数如下：表1 参数对比Tab.1 Parameters comparison参数机载SAR 平流层飞艇SAR运行高度 8000m 20000m 运行速度 150m/s 10m/s 雷达载频 10GHz 10GHz 信号带宽 400MHz 400MHz 方位向波束宽度 2.3° 2.3° 雷达下视角45°~75°45°~75°结合表1可以计算得到中心斜距处机载SAR的合成孔径长度为567m,对应合成孔径时间为3.78s ；而中心斜距处平流层飞艇SAR 的合成孔径长度为1417m ，对应的合成孔径时间约为94.5s 。

以观测静止场景或目标为例，理论上合成孔径时间的延长对成像质量并无影响，但无论是机载SAR 还是平流层飞艇SAR ，都无法避免气流扰动及控制偏差带来的轨迹偏离，这对实际成像处理带来了挑战。

1.2 运动误差的影响平流层飞艇的总体布局，飞行机理和工作模式不同于导弹、飞机等飞行器[1, 8]。

平流层飞艇主要依靠浮力气体提供静升力，具有很大的体积/质量比，惯性大等特点，附加质量和附加惯性作用明显。

同时，平流层飞艇为充气柔性体，存在一定程度的弹性变形，外界大气环境对飞艇有着复杂的多物理场耦合作用，因此其运动误差特性不同于常规飞机。

针对SAR 成像关注的航迹和姿态，其特点概括为：（1）体积/质量比大，飞行速度缓慢，惯性特征显著，运动误差的频率响应主要是低频。

（2）平流层飞艇体积大，在临近空间环境中（低动压）气动控制效率低，控制响应迟缓，导致其偏离预设航迹的幅度大。

由此得知，平流层飞艇将带来大振幅低频率运动误差。

一般地，方位向多普勒调频率可以定义为202//v R λ-，v 为航向理想速度。

对于航向速度误差v ∆，引入的多普勒调频率相对比值为22()/v v v ∆+。

由于平流层飞艇巡航速度慢，因而相同的航向速度偏差对应的多普勒调频率相对变化量很大，对方位向成像影响显著，需要进行PRF 实时调整予以克服。

1.3 PRF 冗余的影响以正侧视条带SAR 为例，SAR 的多普勒带宽为：BWa 4sin()2VB θλ=(2)SAR 系统设计时要求a PRF B >，由表1可知，在同等方位分辨率条件下，机载SAR 和平流层飞艇SAR 对应的多普勒带宽分别为300Hz 和20Hz ，有15倍冗余。

PRF 冗余将增加方位向处理数据量，但通过方位滤波或抽样等处理带来的效益并不高。

2. 相应的优化策略第二章的分析表明，平流层飞艇SAR 相比于机载SAR ，具有合成时间长、孔径长、PRF 冗余大、运动误差幅度较大等特点。

从成像机理上讲，这些因素并不会直接影响SAR 成像质量。

但为了提高成像效率、更为高效地利用平流层飞艇平台开展对地高分辨率成像，有必要对平流层飞艇SAR 成像过程进行优化，具体包括冗余PRF 的利用以及改进适用于频域成像算法的运动补偿流程。

2.1 冗余PRF 的利用结合平流层飞艇运动速度慢的特点，利用阵列数字波束形成技术，可以分时收发数据，拓展平流层飞艇成像（观测）范围。

具有来讲，包括方位向多波束切换和距离向多波束切换两类，结合具体雷达参数，也可以将两者有效结合起来。

(1) 方位向多波束切换在不同的脉冲重复间隔（PRI ），通过数字波束生成不同斜视角的波束，以三种波束角为例，在三个时刻，分别以后斜视角s θ，正侧视，前斜视角s θ辐射电磁波。

随后对接收到的回波区分，分别生成后斜视回波矩阵，正侧视回波矩阵，前斜视回波矩阵。

同样的合成孔径长度内，可以得到三幅雷达图像，通过拼接、裁剪重叠区域，能够获取更长的方位向测绘宽度。

如图2所示，PRI 1，PRI 2，PRI 3三个时刻对应的飞艇空间位置近乎相同，图中显示是为区分示意三个不同时刻。

若按照正侧视录取回波，对应的方位向测绘宽度观测场景图2 方位向多波束切换示意图 Fig.2 Multi-beam switch in azimuth direction为0L ，采用方位向波束切换后，对应的测绘宽度为sum L 。

通过参数设计，该处理模式能够允许SAR 在成像过程中间歇性关机，节约电量。

(2) 距离向多波束切换另一种利用冗余PRF 的方式是距离向多波束形成，同样地以三个波束为例，在PRI 1，PRI 2，PRI 3三个时刻，生成下视角为1β，2β，3β的三个波束并辐射电磁波。

随后对接收的回波区分，成像得到对应于不同测绘带的雷达图像。

各测绘带之间的重叠区域用于图像拼接。

在这一成像模式下，需考虑到距离模糊问题，并选取合理的雷达回波接收增益。