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《武汉大学学报(信息科学版)》2021,(11)
针对合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)影像辐射定标中角反射器布设受限等问题,提出一种利用通讯信号塔辅助求解SAR影像绝对辐射定标常数的方法。首先根据信号塔独特的几何结构特征,分别对上下两部分建立等效简化模型;然后利用物理光学法求解两部分等效模型的雷达截面积(radar cross section, RCS),并叠加得到信号塔模型整体RCS;最后根据信号塔整体RCS,使用积分法求解SAR影像中信号塔脉冲响应能量及绝对辐射定标常数。为了验证所提方法的准确性,选取了4类常见类型的信号塔分别建立对应的等效简化模型并求解其对应RCS,同时利用FEKO软件仿真这4类信号塔。将所提方法实验结果与FEKO软件仿真结果进行对比,发现所提方法能够节约大量仿真所需时间,提升计算效率;对真实SAR影像进行绝对辐射定标常数求解,并与标称定标常数进行对比,结果表明,所提方法具有可行性和有效性。 相似文献
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合成孔径雷达(SAR)卫星具有全天候、全天时的观测能力,并对地表有一定的穿透能力,它在灾害监测、环境监测、资源勘察和军事应用等方面具有重要的作用,受到各国的普遍重视,目前已成为空间对地观测发展的热点。角反射器作为定标系统中的标准参考目标,其雷达截面积的精度和稳定度在很大程度上决定了定标测试的精度,因此,建立高精度的定标系统就需要研制高精度、高稳定度的角反射器。本文通过南票煤矿开采沉陷区基于InSAR的沉降测量工作,研究了角反射器的制作与安装方法。 相似文献
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作为机载SAR极化合成孔径雷达数据应用必不可少的步骤,SAR辐射定标将图像像素值转化为地物的后向散射系数。利用点目标进行辐射定标的方法具有简单、易于操作的特点且具有一定精度,被人们广泛应用于实际的生产中。三面角反射器稳定性较好且易于操作,并拥有较大的散射截面积,在较宽的角度变化范围内其在雷达系统中的散射截面积变化较小,所以被当成最常用的点目标定标器。本文在阐述点目标辐射定标的基础上,以四川省丹棱县为实验区域,进行基于点目标的辐射定标外定标,得出了该方法具有一定精度且简单实用的特性。 相似文献
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《武汉大学学报(信息科学版)》2020,(1)
为了解决星载分布式干涉合成孔径雷达三维基线的高精度定标问题,提出了一种基线定标新方法。首先,该方法将辅雷达多普勒方程与辅雷达距离改化方程相结合,形成基线定标模型,再基于地面控制点,采用最小二乘迭代解算基线三个轴向误差。与基于辅雷达距离改化方程的基线定标模型相比,该基线定标模型优化了法方程系数矩阵条件数,减小了矩阵的病态程度,提高了定标精度。然后,根据基线定标实际上是利用多个地面控制点交会出基线矢量,以及增大交会角可提高交会精度的原理,给出了控制点布设策略,即在近、远距端两侧布设控制点。与均匀布设控制点方式相比,该方式能显著提高定标精度和稳健性。最后,利用星载分布式干涉合成孔径雷达仿真数据进行基线定标实验,先后开展基于不同控制点数量、不同控制点精度、不同控制点布设策略的基线定标实验。实验结果表明,该方法能实现三维基线高精度定标,对跨轨、顺轨、径向基线的定标精度能达到毫米级,可为星载分布式干涉合成孔径雷达基线定标提供一种新途径。 相似文献
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《武汉大学学报(信息科学版)》2021,(10)
在时间序列合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic aperture radar, InSAR)形变监测研究中,常规三角反射器越来越多地被用作点目标,但在升降轨观测场景下无法同时满足获取多角度形变信息的要求,需要针对特定数据类型量身定制满足监测需求的角反射器。构建了一套角反射器设计和精度验证方案,根据X波段雷达卫星拍摄特点设计了同时满足升降轨监测场景双向可调节矩形角反射器,并将其布设在监测区公路边坡上,通过人工模拟二维形变场验证时间序列InSAR对双向矩形角反射器的探测精度。实验结果表明,在有效消除像素点旁瓣效应的情况下,所设计的双向矩形角反射器后向散射信息最强像素点被识别;精确计算出在2018-05-13—2018-05-24期间,有2个角反射器发生了移动,形变探测的中误差为0.6 mm。时间序列InSAR对设计的双向矩形角反射器形变具有很高的敏感度。 相似文献
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极化定标是极化合成孔径雷达应用的前提。传统极化定标方法以地面布设的人工定标器为参考,通过极化畸变模型对系统误差进行求解与标定。然而,人工定标器价格昂贵、数量稀少,每次定标任务都需根据传感器过境方向、雷达视角等信息进行设备调整;此外,现代雷达系统工作波位多、入射角调节范围大,不同视角获取影像的定标参数也不相同,这对地面定标设备的布设精度、调整的时效性提出了更高要求。为了及时、快速地完成极化定标,如何以自然界中的某些特殊地物作为人工定标器的替代品来完成定标具有重大的科学价值。本文综述了近年来国内、外提出的不依赖人工定标器的SAR极化定标研究进展（即自主定标）。首先阐述了极化定标的基本流程与极化质量评价体系;然后对近年来高精度自主定标相关研究进行了梳理,根据技术特点将其分为基于自然地物约束的自主极化定标、基于似角反射器的自主极化定标两类,对不同算法适用性进行了分析;最后对未来的研究方向进行了展望。 相似文献
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卫星激光测距通过测量激光脉冲在地面观测站和卫星之间的往返时间来计算卫星到测站的距离。激光反射器位置到卫星质心的距离即质心改正(CoM)需要精确标定,以提高卫星测距精度。卫星激光反射器的质心改正误差主要由角反射器分布效应引起,质心改正与激光束的入射角、角反射器排列结构和地面测距站位置有关。卫星角反射器对光子的反射概率与反射器的有效雷达截面积成正比,本文对角反射器的有效雷达截面面积进行拟合,建立以入射角为随机变量的概率模型,计算了球形LAGEOS-1/2的质心改正值,基于长期观测数据使用不同质心改正值进行了精密定轨,分析了其加权残差变化。同时,对BeiDou-M3的角反射器为平面阵列的情况进行了讨论,计算了质心改正值,用一个月的数据进行精密定轨。试验结果表明,基于概率理论的模型在精密轨道中与国际激光测距服务(ILRS)公布的结果相当,说明概率模型适用于球型卫星或非球型卫星。 相似文献
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地基SAR（synthetic aperture radar）可实现高精度的小区域性连续形变监测。为研究其形变探测能力与精度，建立了一套精度验证平台和系统。在楼顶布设不同位置分布的角反射器，并采用步进平台控制角反射器模拟不同数值形变，形变角反射器与稳定点及楼顶表面构成小区域二维形变场，利用IBIS-L（image by interferometric system-landslides）系统完成形变监测与分析。实验结果表明，当角反射器发生毫米级形变时，地基干涉雷达IBIS-L系统形变探测平均精度为0.27 mm，而角反射器发生亚毫米级形变时，其形变探测平均精度为0.11 mm；该系统可以实现小区域性的亚毫米级形变探测，对于缓慢微小变化，其具有更好的形变探测能力与可靠性。 相似文献
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为了提高InSAR获取DEM的精度,实际生产作业过程中每一架次均须飞临定标场,这就要求测绘人员需要多次布设角反射器.本文针对外业重复布设角反射器耗费时间和人力的问题,提出一种新的机载双天线InSAR联合干涉参数定标算法,实现了利用一次布设的控制点同时标定多架次干涉参数,减少了野外布设角反射器的工作量.该方法首先基于敏感度方程的定标方法选择适于机载双天线InSAR数据的干涉定标参数,其次将基于局部配准的配准方法和PSInSAR中PS点选取的方法首次引入高程连接点的选取中,实现了多架次同一场景的高程衔接.最后,根据控制点和连接点高程属性的差异,建立了不同的误差方程,组成联合定标模型,并利用中国测绘科学研究院的CASMSAR-X数据进行了联合定标试验,验证了该算法的正确性和有效性. 相似文献
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Cici Alexander Kevin Tansey Jörg Kaduk David Holland Nicholas J. Tate 《ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing》2010,65(5):423-432
Airborne laser scanning (ALS) data are increasingly being used for land cover classification. The amplitudes of echoes from targets, available from full-waveform ALS data, have been found to be useful in the classification of land cover. However, the amplitude of an echo is dependent on various factors such as the range and incidence angle, which makes it difficult to develop a classification method which can be applied to full-waveform ALS data from different sites, scanning geometries and sensors. Additional information available from full-waveform ALS data, such as range and echo width, can be used for radiometric calibration, and to derive backscatter cross section. The backscatter cross section of a target is the physical cross sectional area of an idealised isotropic target, which has the same intensity as the selected target. The backscatter coefficient is the backscatter cross section per unit area. In this study, the amplitude, backscatter cross section and backscatter coefficient of echoes from ALS point cloud data collected from two different sites are analysed based on urban land cover classes. The application of decision tree classifiers developed using data from the first study area on the second demonstrates the advantage of using the backscatter coefficient in classification methods, along with spatial attributes. It is shown that the accuracy of classification of the second study area using the backscatter coefficient (kappa coefficient 0.89) is higher than those using the amplitude (kappa coefficient 0.67) or backscatter cross section (kappa coefficient 0.68). This attribute is especially useful for separating road and grass. 相似文献
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合成孔径雷达差分干涉测量(Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar,DInSAR)在低相关区由于受时间空间去相关的影响,无法得到有效应用。角反射器DInSAR方法能在长时间段内保持幅度和相位稳定性,可以最大程度地减小去相关的影响。但由于反射器在空间上一般形成不规则稀疏网络分布,在平地相位、高程相位计算及相位展开方法上都带来新的挑战。研究三角反射器的DInSAR技术,重点分析基于不规则离散点的最小费用流相位展开算法。对费用流算法权重的选择,通过分析残差的产生来源,提出以弧所穿越的边长度倒数作为弧费用的权重设置方法,解决费用流算法中具有相同费用路径的选择问题。最后将角反射器DInSAR技术应用于滑坡移动的监测,通过对140d时间段的监测,得到与实测值具有较好一致性的结果。 相似文献
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地形引起的雷达辐射畸变及其校正 总被引：3，自引：3，他引：3
合成孔径雷达影像由于其侧视特点 ,存在着严重的地形引起的几何畸变及辐射畸变。辐射畸变不仅对 SAR辐射标定造成困难 ,而且严重影响了影像分类、土壤湿度信息提取、森林蓄积量信息提取等应用。本文将辐射畸变归结为面积效应和局部入射角效应 ,推导了散射面积归一化因子 ,以消除辐射畸变的面积效应。提出了一种以局部入射角的线性函数表达的后向散射模型 ,在此基础上 ,给出了消除局部入射角效应的校正函数。最后 ,以RADARSAT SAR影像进行地形辐射畸变校正的试验与分析 相似文献
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提出了一种基于强度与相关系数综合评定指数的人工角反射器(CR)点目标识别方法。应用该方法在获取的5幅研究区域SAR影像上分别查找CR点位置,并将不同影像上相邻CR点间的距离进行比较以验证结果的准确性。利用这些CR点对高速公路进行形变监测,成功获得了其在2008~2009年间的形变量,得到了与水准实测数据较为吻合的形变结果。 相似文献
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风云三号(FY-3)的微波成像仪(MWRI)能够全天候获取全球大气水汽含量、云雨参数及海面温度等的空间分布,并可为数值天气预报提供初始场信息进而提高天气预报的准确性。但FY-3C MWRI O-B(O是卫星观测亮温,B是数值天气预报模式模拟亮温)偏差结果存在较大升降轨差异,严重制约了遥感信息的正确提取以及在数值天气预报模式中的业务同化应用。本文通过分析定标方程各参数:定标黑体物理温度、热反射镜背瓣亮温、热反射镜物理温度、冷空反射镜物理温度、接收通道温度、黑体观测计数值、冷空观测计数值、定标斜率、定标截距,并对定标方程各项进行敏感性分析,找出了引起MWRI升降轨偏差的主要原因是热反射镜的发射率异常增大引起的。经过不断调整MWRI的热反射镜发射率,使升轨O-B与降轨O-B的概率分布逐渐重合,初步估算了热反射镜发射率。本文的订正方法可指导未来仪器的发展,并为直接同化MWRI辐射数据提供了条件。 相似文献
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顾及大气延迟效应的YG-13A斜距标定 总被引：2，自引：1，他引：1
针对大气延迟时变误差影响遥感卫星十三号(YG-13A)斜距标定精度的问题,提出利用顾及大气延迟时变误差的斜距标定方法提高其斜距标定精度的策略。首先,利用基于NCEP气象资料和全球TEC数据的大气延迟改正方法来计算各标定景的大气延迟改正量。其次,将各标定景的大气延迟改正量代入斜距标定模型中。最后,在地面布设高精度角反射器控制点的情况下通过顾及大气延迟时变误差的斜距标定模型求解斜距测量系统误差,从而提高和验证斜距测量精度,角反射器控制点的平面和高程精度均优于0.1 m。利用嵩山遥感定标场地区的4组不同拍摄模式下获得的YG-13A卫星影像数据对比试验表明,相较于传统的斜距定标方法,在顾及大气延迟时变误差的情况下,4组数据的斜距改正值离散度均有所下降。利用太原、天津两个区域3景影像验证斜距改正后的精度,最小值为0.55 m,最大值为0.91 m,均值为0.70 m。试验结果证明了顾及大气延迟时变误差的斜距标定方法的有效性和可行性。 相似文献
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HY-2A卫星微波散射计主要用于测量海表面的风速和风向,为了满足其风速和风向的测量精度要求,必须对其进行在轨辐射定标。本文基于散射计在开阔大洋的观测数据,利用经过定标的seawinds散射计后向散射系数数据,分析了海洋目标定标法的定标精度,结果表明定标精度可以达到0.15 dB,且模式函数对定标结果的影响为系统偏差,说明海洋目标定标法需要选用高精度的模式函数。然后,采用相同的海洋目标定标算法,实现了HY-2A卫星微波散射计的在轨辐射定标,获得HY-2A卫星微波散射计VV极化的定标系数为-1.79 dB,HH极化的定标系数为-1.73 dB。最后,利用NDBC浮标观测数据,检验HY-2A卫星微波散射计反演的风矢量精度,证明获得的定标系数可以明显提高HY-2A卫星微波散射计反演风矢量的精度。 相似文献
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根据L/C双频共面SAR能够获取同一海域双波段电磁波后向散射系数,得到更多海洋目标特征信息的电磁散射特点,结合地球物理模型函数研究了一种新的SAR海面风场反演方法。利用L/C双频共面SAR的L和C两个波段的地球物理模型函数和后向散射系数等信息,通过地球物理模型函数联立以及构建和求解最小代价函数,直接从SAR数据本身获取海面风场信息,并借助辅助数据去除了风向的180°模糊,从而实现海面风场反演。仿真分析和海上机载同步飞行试验的研究结果表明,该方法可直接利用SAR数据本身获取精度较高的海面风速、风向;绝对辐射定标精度是决定海面风场反演精度的关键因素,海面风场反演误差随定标精度提高而减小;随着海面风速的增大,风速反演误差逐渐增大。论文提出的双频共面SAR海面风场反演方法解决了传统单波段单极化SAR海面风场反演存在的固有问题,机载同步飞行试验的海面风速和风向反演结果与调查船观测值的均方根误差分别为0.93 m/s和19.39°,可为星载SAR海面风场反演业务化和载荷研制提供支持。 相似文献