基于多径模型的建筑区SAR三维成像中非视距目标重定位方法

TN957.52; 随着合成孔径雷达(SAR)系统小型化技术、SAR三维成像技术的发展,当前已可利用无人机载小型化阵列干涉SAR实现城区三维成像,在城市测绘、复杂环境重建等领域具有重要应用前景.然而,SAR进行城市场景三维成像时,回波中存在多径信号,会导致成像结果解译困难,却也给非视距区域隐蔽目标的发现提供了重要手段.为此,该文针对低空无人机载阵列干涉SAR建筑区三维成像中的非视距目标进行了研究,建立了非视距目标在低空阵列干涉三维成像下的多径模型,给出了城市峡谷区域利用多径扩大可视范围的计算方法,并基于建筑平面拟合提出了非视距目标重定位方法.无人机载阵列干涉SAR的仿真和实际数据处理验证表明,...

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Published in雷达学报 Vol. 13; no. 4; pp. 777 - 790
Main Authors 林雨青, 仇晓兰, 彭凌霄, 李杭, 丁赤飚
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国科学院空天信息创新研究院 北京 100190 2024
微波成像全国重点实验室 北京 100190
中国科学院大学电子电气与通信工程学院 北京 100094%中国科学院空天信息创新研究院 北京 100190
苏州空天信息研究院 苏州 215123
苏州市微波成像处理与应用技术重点实验室 苏州 215123%中国科学院空天信息创新研究院 北京 100190
苏州市微波成像处理与应用技术重点实验室 苏州 215123%苏州空天信息研究院 苏州 215123
Subjects
Multipath
多径
阵列干涉SAR
3D imaging
UAV-borne SAR
三维成像
非视距
无人机载SAR
Array-InSAR
Non-Line-of-Sight(NLOS)
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ISSN2095-283X
DOI10.12000/JR24057

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Abstract TN957.52; 随着合成孔径雷达(SAR)系统小型化技术、SAR三维成像技术的发展,当前已可利用无人机载小型化阵列干涉SAR实现城区三维成像,在城市测绘、复杂环境重建等领域具有重要应用前景.然而,SAR进行城市场景三维成像时,回波中存在多径信号,会导致成像结果解译困难,却也给非视距区域隐蔽目标的发现提供了重要手段.为此,该文针对低空无人机载阵列干涉SAR建筑区三维成像中的非视距目标进行了研究,建立了非视距目标在低空阵列干涉三维成像下的多径模型,给出了城市峡谷区域利用多径扩大可视范围的计算方法,并基于建筑平面拟合提出了非视距目标重定位方法.无人机载阵列干涉SAR的仿真和实际数据处理验证表明,所提出的方法可以对城市峡谷非视距目标进行有效的三维成像和重定位,重定位误差小于0.5 m,实现了对非视距区域信息的获取.
AbstractList TN957.52; 随着合成孔径雷达(SAR)系统小型化技术、SAR三维成像技术的发展,当前已可利用无人机载小型化阵列干涉SAR实现城区三维成像,在城市测绘、复杂环境重建等领域具有重要应用前景.然而,SAR进行城市场景三维成像时,回波中存在多径信号,会导致成像结果解译困难,却也给非视距区域隐蔽目标的发现提供了重要手段.为此,该文针对低空无人机载阵列干涉SAR建筑区三维成像中的非视距目标进行了研究,建立了非视距目标在低空阵列干涉三维成像下的多径模型,给出了城市峡谷区域利用多径扩大可视范围的计算方法,并基于建筑平面拟合提出了非视距目标重定位方法.无人机载阵列干涉SAR的仿真和实际数据处理验证表明,所提出的方法可以对城市峡谷非视距目标进行有效的三维成像和重定位,重定位误差小于0.5 m,实现了对非视距区域信息的获取.
Abstract_FL The advancement in the miniaturization technology of Synthetic Aperture Radar(SAR)systems and SAR three-dimensional(3D)imaging has enabled the 3D imaging of urban areas through Unmanned Aerial Vehicle(UAV)-borne array Interferometric SAR(array-InSAR),offering significant utility in urban cartography,complex environment reconstruction,and related domains.Despite the challenges posed by multipath signals in urban scene imaging,these signals serve as a crucial asset for imaging hidden targets in Non-Line-of-Sight(NLOS)areas.Hence,this paper studies NLOS targets in UAV-borne array-InSAR 3D imaging at low altitudes and establishes a multipath model for 3D imaging at low altitudes.Then,a calculation method is proposed for obtaining the multipath reachable range in urban canyon areas based on building plane fitting.Finally,a relocation method for NLOS targets is presented.The simulation and real data experiments of UAV-borne array-InSAR show that the proposed method can effectively obtain 3D images and relocate NLOS targets in urban canyon areas,with errors typically below 0.5 m,which realizes the acquisition of hidden NLOS region information.
Author 仇晓兰
丁赤飚
李杭
彭凌霄
林雨青
AuthorAffiliation 中国科学院空天信息创新研究院 北京 100190;微波成像全国重点实验室 北京 100190;中国科学院大学电子电气与通信工程学院 北京 100094%中国科学院空天信息创新研究院 北京 100190;微波成像全国重点实验室 北京 100190;苏州空天信息研究院 苏州 215123;苏州市微波成像处理与应用技术重点实验室 苏州 215123%苏州空天信息研究院 苏州 215123;苏州市微波成像处理与应用技术重点实验室 苏州 215123%中国科学院空天信息创新研究院 北京 100190;微波成像全国重点实验室 北京 100190
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PENG Lingxiao
LIN Yuqing
LI Hang
QIU Xiaolan
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Issue 4
Keywords Multipath
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