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視訊合成孔徑雷達,可以實作連續監控,并實作對固定場景的持續觀察。視訊合成孔徑雷達是一種新的成像模式,可對感興趣區域進行連

作者:稻名泗

視訊合成孔徑雷達,可以實作連續監控,并實作對固定場景的持續觀察。

視訊合成孔徑雷達是一種新的成像模式,可對感興趣區域進行連續監視。與傳統的SAR成像相比,空間載體視訊SAR的SAR圖像流是通過短時間内的快速成像獲得的。

由于其動态資訊擷取能力,視訊SAR更适用于觀測移動目标和時變場景。它是一種二維高分辨率成像雷達。

其在距離方向上的高分辨率是通過發送線性調頻調制信号,然後進行比對濾波實作的。方位方向上的高分辨率則是通過利用雷達和目标之間的相對運動形成等效大孔徑來實作的。

空間視訊合成孔徑雷達,通常定義為一系列連接配接的圖像以特定頻率連續播放,形成一個移動影像,狹義上的視訊通常用于電影或電視。

指的是每秒超過24幀的連續圖像變化,根據視覺暫留原理,人眼無法區分單個靜态圖檔,看起來像是平滑連續的視覺效果,這樣的連續圖像也被稱為視訊。

美國國防進階研究計劃局對視訊SAR進行了初步定義:能夠反映目标或場景連續變化的一系列SAR圖像,以固定的幀率顯示的技術被稱為視訊SAR 。

空間視訊合成孔徑雷達的操作模式主要是通過多次合成孔徑雷達成像同一場景,盡可能增加有效觀察時間。

對于機載平台,通常使用圓形軌迹SAR來實作對場景的長時間觀察,而對于空間平台,則可以通過合理的軌道設計來有效延長觀察時間,進而實作視訊觀測。

GEO視訊合成孔徑雷達衛星通過軌道設計可以形成接近圓形的軌道環繞地球,進而實作GEO圓形軌迹視訊合成孔徑雷達,這可以有效延長觀察時間,并實作對固定場景的持續觀察。

對于地球同步軌道衛星,可以通過使衛星的亞衛星點軌迹成為圓形來實作視訊成像的圓形軌迹合成孔徑雷達。

設計方法是控制衛星的南北漂移等于東西漂移,南北漂移由軌道傾角确定,而東西漂移由偏心率确定,而升交點确定了圓形軌迹中心的經度。

是以,通過合理的軌道設計可以實作圓形軌迹的視訊觀測。為了延長視訊合成孔徑雷達成像時間,低軌道衛星視訊SAR可以在大角度凝視閃爍模式下工作。

在這種模式下,衛星利用方位方向的大角度掃描能力實作對觀測場景的長時間觀測,傳統的凝視閃爍SAR通過延長觀測時間來提高方位分辨率。

而視訊SAR可以通過減小單幀圖像的方位分辨率實作多次成像。為了增加視訊合成孔徑雷達(SAR)成像場景的方位寬度,視訊SAR還可以在滑動閃爍SAR模式下運作。

在該模式下,衛星利用其靈活機動能力對觀測場景進行滑動波束成像,然後在完成第一幀圖像後進行姿态機動,完成第二幀的視訊成像。

并重複成像過程,直到超出衛星的姿态機動能力或可觀測範圍,進而形成視訊SAR圖像。空間視訊SAR實際上是同一目标區域的一系列SAR圖像。

具有高更新頻率,基于視訊SAR圖像的應用主要包括以下方面。對于空間視訊SAR,不同的視訊幀具有目标的不同觀測方位。

是以不同的視訊幀可以實作目标的多方位觀測,目标在不同觀測方位下的SAR圖像可以充分描述目标的特征資訊,這對于目标的識别和确認具有重要意義。

相幹斑噪聲是指多個散射點的子回波在某些分辨率單元中以相同相位疊加或消除,進而在SAR圖像中出現點狀的明暗區域。

傳統的相幹斑抑制方法使用多視處理實作多視圖圖像的非相幹疊加。通過多幀圖像的非相幹疊加,視訊SAR産品也可以有效抑制相幹斑噪聲。

空間視訊SAR的一般定義,并提出了三種操作模式和可能的應用方向,以滿足長時間觀測的需求。

空間視訊SAR的成像持續時間主要受到入射角、方位掃描能力和成像過程允許的最大斜視角度的影響。

分析表明,對于低軌道衛星,入射角是限制視訊SAR持續時間的主要因素。接着,提出了一種基于子孔徑分割的平行計算視訊SAR成像算法。

用于解決空間視訊SAR成像中的三種關鍵技術問題,并進行了計算機模拟來驗證結果。

模拟結果表明,視訊成像結果正确反映了目标的運動,可以為基于SAR視訊的運動目标檢測、參數估計、重新定位和成像提供依據。

從科研人員研究結果來看可以為未來空間視訊SAR系統的建設和應用提供建議和參考。

視訊合成孔徑雷達,可以實作連續監控,并實作對固定場景的持續觀察。視訊合成孔徑雷達是一種新的成像模式,可對感興趣區域進行連
視訊合成孔徑雷達,可以實作連續監控,并實作對固定場景的持續觀察。視訊合成孔徑雷達是一種新的成像模式,可對感興趣區域進行連
視訊合成孔徑雷達,可以實作連續監控,并實作對固定場景的持續觀察。視訊合成孔徑雷達是一種新的成像模式,可對感興趣區域進行連

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