基于双星编队SAR的差分干涉研究

结合系统特点,分析了利用双星编队SAP,进行差分干涉测量的特殊性和优越性,对双星编队SAR的立体基线进行分解,得到了差分干涉的有效基线分量,建立了双星编队SAR的差分干涉模型,并利用冗余图像采用数据融合的方法提高了测量精度,用地形形变量检测的仿真实验验证了模型和方法的正确性和有效性.     

基于直接算法的合成孔径雷达干涉测量几何精度分析

直接将绝对相位差引入距离方程和多普勒方程答解地面点坐标,称为合成孔径雷达干涉测量直接算法。利用引入含有合理误差的模拟InSAR像坐标、绝对相位差和相应的轨道参数作为起算数据,求得含有误差的地面点坐标,实现了InSAR直接算法的几何精度分析。为了把基线长度和姿态的误差引入轨道空间位置,提出了相应的数学模型。计算结果表明,直接算法与经典算法精度基本相同。     

基于改进的相干法的InSAS三维地形生成方法

提出了一种利用时延测距进行干涉合成孔径声纳(InSAS)数字高程模型(DEM)重建的方法。重点研究了采用相干系数估计两幅合成孔径图像的时延,并利用插值和相位修正提高时延估计精度的方法。分析了时延估计过程中可能出现的时延跳变情况,并给出了解决办法。采用仿真数据和干涉合成孔径声纳样机实测数据对所提方法进行了验证,结果表明:该方法是有效的,能够获得可靠的高程结果。相比传统的干涉处理方法,该方法避免了图像配准、相位滤波、解卷等步骤,实现起来更加简便。     

初始误差和制导工具误差估计的非线性方法

准确估计初始误差和制导工具误差是机动发射飞行器精度鉴定必须解决的重要问题之一,提出了一种基于非线性模型的误差估计新方法。给出了平台初始失准角向定向误差的转换方法,采用不动点迭代法实现真实视加速度的精确计算,将真实发射系的轨道参数表示为初始误差和工具误差的非线性函数,结合外测数据建立了同时估计初始误差、工具误差、外测系统误差、遥外测时间零点偏差的非线性模型,避免了初始误差的线性化近似。给出了Bayes极大后验估计方法,利用非线性模型和先验信息获得误差的最优估计,证明了估计方法的收敛性。仿真结果表明,所提方法提高了初始误差和工具误差的估计精度,并实现了测量数据的自校准。     

Halo轨道的航天器编队构型设计

针对不同干涉基线约束下的最优Halo轨道编队构型设计方法展开研究。以Richardson关于Halo轨道的三阶近似解析解为基础建立同一轨道上两航天器编队的相对运动学模型;以平动点为质心的旋转坐标系为基准构造与编队主航天器和观测目标相关的旋转坐标系,并在此坐标系中给出不同于二体问题的干涉基线计算方法;以满足基线约束下观测时间最长为目标给出最优编队构型设计方法。最后,以绕日-地L2点的Halo轨道为例对上述编队构型设计方法的有效性进行了仿真验证。     

一种INSAS的干涉相位初值的估计方法

分析了干涉合成孔径声纳(InSAS)处理中初始相位误差对数字高程图的影响。提出了采用多点的配准时延信息估计干涉相位初值的方法,该方法可提高干涉相位初值估计的精度和可靠性。对几种配准时延信息计算方法估计的干涉相位初值进行了比较和分析。干涉仪合成孔径声纳湖试样机试验数据处理结果,验证了该方法的有效性。     

基于测高精度最优值的星载分布式InSAR编队构形设计方法

编队构形设计是分布式干涉SAR系统总体设计的关键问题,它必须紧密结合系统性能评价和编队运动规律进行。针对星载分布式干涉SAR的双站、斜视、空间基线等特点,以主星带辅星群分布式InSAR为例,建立干涉测高精度与基线矢量的关系;以直角坐标过渡,建立基线矢量与卫星间轨道根数差的关系,从而建立了测高精度与卫星轨道根数差的关系;以雷达工作的中间时刻达到测高精度最优值为设计准则,得到双星和多星编队设计方法;仿真分析表明根据上述设计方法得到的优化编队构形,其测高性能要优于干涉车轮和干涉钟摆编队。     

基于小波去噪半参数回归模型的卫星轨道测量数据预处理方法

由于卫星轨道测量数据中含有非线性误差,使用传统的最小二乘多项式拟合方法对其进行预处理必然会降低定轨精度.在半参数回归模型的基础上,应用小波阈值去噪算法估计并消除观测数据中存在的非线性误差,提出了基于小波去噪半参数回归模型的卫星轨道测量数据预处理方法,以提高数据预处理的精度.对某卫星USB跟踪数据应用该方法进行了仿真,仿真结果表明:该方法可以分离出观测数据中的白噪声和非线性误差,从而可以在观测数据中消除非线性误差的影响,提高数据预处理的精度.     

单星定向原理及GPS仿真试验

介绍了一种新的卫星定向方法,该方法仅利用一颗地球静止轨道卫星完成定向;介绍了利用GPS卫星进行单星定向原理验证试验的方法、条件和结果。试验结果表明,对于3m长基线,单星定向精度可达0.05°。从而说明利用一颗地球静止轨道卫星进行定向,在原理上是正确可行的。     

对流层散射双向时间比对中对流层斜延迟估计

为精确估计对流层散射双向时间比对系统中对流层斜延迟,分析了估计卫星信号对流层斜延迟的Hopfield天顶延迟模型及CFA2.2映射函数模型并对其进行修正,从而适用于对流层散射斜延迟的精确估计。根据北纬35°~37°范围内的三个测站2010—2012三年的气象数据,验证Hopfield模型精度范围小于35 mm,并将三个测站按相互之间基线距离的不同分为三组比对站,利用2012年的气象数据,计算在不同入射角下一年的对流层散射斜延迟,并得出最大斜延迟对应的年积日和入射角。结果表明,三组比对站的最大单向散射斜延迟为21.82~35.45 m。在双向比对抵消90%的情况下,时间延迟为7.3 ns~11.7 ns;相互抵消95%时,时间延迟为3.6 ns~5.9 ns。     

利用预报误差分布拟合实现卫星历史轨道机动检测的方法

轨道机动会引起在轨卫星的轨道异常,是空间态势感知的重点关注对象之一。为此,提出一种从卫星的两行轨道要素编目数据中检测历史机动的方法。通过分析预报误差检测轨道参数的异常编目值,进而获得相应的历史机动信息。对卫星的两行轨道要素编目数据两两预报求差得到预报误差的样本数据后,利用期望最大化算法可以拟合得到以高斯混合模型表达的预报误差的概率分布模型;以此为基础,可以确定利用预报误差检测轨道参数异常编目值的门限;利用轨道机动与异常编目值之间的对应关系,最终实现机动检测。对典型活动卫星的机动检测结果表明,所提方法能够在准确检出历史机动事件的同时保持较低的误检率。     

一种基于粒子滤波的水下地形匹配算法研究

引入了剩余重采样的概念,通过权值分类和剩余权值重采样两个步骤完成粒子的复制,提高了运算速度.使用三次样条插值的方法对深度数据进行插值,构建了湖泊水下数字高程模型.通过仿真证明了该算法的可行性,并分析了匹配误差与水下地形的关系.     

(2015GIS)北斗静止轨道卫星信号盲区快速并行解算方法

北斗系统静止轨道卫星信号盲区解算方法复杂、串行计算耗费时间长,需在并行环境下利用更多的计算资源进行北斗盲区的快速解算。本文在分析北斗盲区解算原理与算法并行特征基础上,提出了基于动态盲区影响域的并行解算方法,并以栅格单元为并行粒度进行任务划分,实现了北斗盲区的高效并行解算。基于全国范围59景数字高程模型数据,利用8进程进行盲区并行解算,耗费时间约为5小时。实验测试结果表明：算法的并行效率随着进程数的增加有所衰减,但稳定在96%以上。基于本文方法实现的程序中间件已集成应用于高性能地理信息平台中,应用效果良好。     

基于预报误差分布拟合的卫星历史机动检测方法

轨道机动会引起在轨卫星的轨道异常，是空间态势感知的重点关注对象之一。为此，提出一种从卫星的两行轨道要素编目数据中检测历史机动的方法。通过分析预报误差检测轨道参数的异常编目值，进而获得相应的历史机动信息。对卫星的两行轨道要素编目数据两两预报求差得到预报误差的样本数据后，利用期望最大化算法可以拟合得到以高斯混合模型表达的预报误差的概率分布模型；以此为基础，可以确定利用预报误差检测轨道参数异常编目值的门限；利用轨道机动与异常编目值之间的对应关系，最终实现机动检测。对典型活动卫星的机动检测结果表明，所提方法能够在准确检出历史机动事件的同时保持较低的误检率。     

双二体几何切面法及天梯地月转移轨道分析

双二体模型是求解地月转移轨道的重要基础。与传统的采用月球影响球入口点经纬度的描述方式不同,本文提出一种基于飞行轨道面参数来描述地月转移轨道的双二体模型几何表达方式,结合一维非线性方程求根算法Brent算法和Lambert原理,将原始三维球面搜索算法降维成为二维圆上的搜索算法,可以高效求解地月转移轨道的形状参数。为避免重复计算,将转移轨道窗口计算的轨道多变量搜索问题解耦分解成两个子问题——转移轨道形状参数求解问题和转移轨道面空间定向问题,降低了问题的求解维度。形成两级并行计算算法,充分发挥多核计算机算力,加速计算过程。仿真结果表明,基于提出的并行圆锥曲线几何切面法,可以成功应用于计算天梯地月转移轨道分析。     

双天线干涉SAR系统无控制点场景的参考相位高精度快速估计算法

在双天线干涉SAR系统中,对无控制点的场景通常采用同名点传递的联合定标方法估计参考相位,非常耗时。为解决无控制点场景参考相位的快速估计问题,本文首先对影响参考相位的因素进行理论分析,给出了参考相位与影响因素的解析关系式,并结合系统参数进行了仿真分析;进而分析参考相位对高程误差的影响。根据分析结果,结合SRTM的粗精度DEM数据、滤波后的干涉相位及相干系数,提出高精度参考相位快速估计算法,并给出了算法详细实现流程。通过对实际机载双天线InSAR系统获取的数据进行处理,表明本文算法在文中的系统参数下可以达到优于2m的相对高程精度,处理4096×6560的数据块时,参考相位估计速度要快20倍以上。     

二维隐马氏模型的一种简化算法及其参数估计

针对现有的二维隐马氏模型算法给出了一种简化算法及参数估计方法。该算法与现有的算法相比非常简单。基于此方法给出了相应的识别方法和参数估计,并且该估计与极大似然估计是等同的。     

延迟时间模型参数的极大似然估计

介绍了基于客观数据的延迟时间模型参数极大似然估计方法,提出了应用优化理论中的单纯形法求解似然函数的算法,为延迟时间模型的参数估计问题提供了可行的解决方法。通过计算机模拟数据的验证,此方法切实可行,结果可以满足需要。     

基于DEM的无人机炸点偏差测量模型

为了保证射击的精度和缩短作战反应时间,舰炮对远程岸上目标实施攻击时需要实时获取炸点相对于目标的偏差情况。目前我军现有的观察校射无人机所采取的炸点偏差模型在地形复杂地区存在较大的原理误差,为解决这一问题,提出了基于数字高程模型(DEM)的无人机炸点偏差模型,经误差仿真,复杂地形条件下该模型偏差测量精度和测量实时性都满足要求。