国防中国科学技术大学雷达遥感领域再出新成果

作者:仙侠小说    发布时间:2020-02-01 03:35    浏览::

“华山学者计划”是学校四届八次教代会提出的实现内涵式发展的四大战略计划之一,也是五届一次教代会确立的深化人事制度改革的主要抓手,由人事处/人才办牵头实施,旨在系统构建具有竞争优势的校内人才体系,形成以积极参与国家人才竞争为导向的激励机制。通过育引并举,促进高层次创新人才集聚效应的出现。该计划由“菁英人才”、“引智人才”和“领军人才”三个子计划组成。为展现入选者风采,学校将陆续对各子计划入选者进行采访和系列报道,以期起到引领示范作用。

内容摘要:合成孔径雷达就是利用雷达与目标的相对运动把尺寸较小的真实天线孔径用数据处理的方法合成一较大的等效天线孔径的雷达,也称综合孔径雷达。 ...

金庸小说《射雕英雄传》中的周伯通,被黄药师困在桃花岛期间,别出心裁,悟创出上乘武功“左右手互搏术”。周伯通创立这套功夫的目的,起初只是想自己和自己打架,打发时间、自娱自乐,没想到在攻敌时使用,分进合击,竟能实现以二对一的效果。

据悉,国防科技大学王雪松团队的两篇论文同时发表于近日出版的《地球科学与遥感》杂志,其中第一篇被作为封面文章重点介绍。据悉,这是自1980年该刊创刊以来中国大陆研究机构的第四篇封面论文,也是自2013年6月该团队的研究论文成为IEEE遥感领域最受欢迎论文后的又一新成果。

现实生活中电子工程学院周峰教授的研究工作,与周伯通的“左右手互搏术”有类似之处:一方面,他要通过研究干扰抑制算法,让我方的成像雷达看得更清楚,识得了正误、辨得了真假;另一方面,他还用灵巧的干扰技术手段,移山倒海、腾挪变化,虚拟出高度逼真的目标,欺骗敌方雷达,以假乱真。

合成孔径雷达,简称SAR,是指搭载在卫星或飞机等平台上的成像雷达,包括极化、干涉等多种模式。鉴于SAR在对地观测、侦察监视、海洋遥感、灾害评估等诸多军用和民用领域的巨大应用潜力,近年来各国纷纷发射了多款极化SAR卫星并加以重点研究。

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据王雪松介绍,极化SAR作为可全天时全天候工作的重要微波遥感器,能可靠地分辨森林、草地、农作物等传统雷达难以有效区分的复杂环境,并且在恶劣气象及城区等复杂环境下也有出色表现。该团队从理论上构建了能精细化描述人造目标极化散射机理的物理模型,通过引入优化算法建立了模型全参数反演技术,实现对不同地物散射特性的精细刻画和准确反演。

周峰教授(特约摄影师 张曦/摄)

论文第一作者陈思伟表示,随着SAR技术和系统的快速发展,SAR数据量越来越大。如何解译极化SAR数据,从中准确高效地提取地物信息成为当前的研究热点,也是制约定量化微波遥感的“瓶颈”。在第二篇论文中,他们率先提出同时利用极化和干涉信息进行目标散射建模的新思路,并发明了一种核心算法,受到国内外学者的关注。

把上述描述转变成雷达领域的专业语言,就是本期菁英人才主人公的研究方向:雷达成像的干扰和抗干扰问题。现年35岁的周峰教授,从2002年起,就师从著名雷达专家保铮院士硕博连读,一路走来,在雷达信号处理国家重点实验室的领导和老专家的关心和支持下,周峰已经在这个领域进行了10多年的深入研究,取得了显著的成绩。

人类最初研制的雷达,只能够发现目标并测定它们的空间位置,获得距离、速度、方位、高度等简单信息。上世纪50年代,一种里程碑式的新雷达出现了,这就是成像雷达。从此,雷达不仅仅可以将所观察的对象视为“点”目标,而且还能获得目标及其场景周围的图像信息。

周峰介绍说,今天世界上高分辨率的成像雷达,其图像质量已经逐渐接近光学照相机拍摄照片的水平。“其分辨率可以达到亚米级,也就是0.1m×0.1m,如果再结合其它雷达技术,还可以完成对场景的高程测量,并在场景中准确地标示出运动目标。”

雷达成像与光学成像相比,前者具有全天候、全天时、远距离、宽测绘带和较强穿透能力,以及易于从固定背景中区分运动目标的能力。

金沙贵宾会首页,周峰介绍说:“大气中的雨、雪、云、雾等沉降粒子会对可见光造成严重的散射,所以距离远了图像就会不清楚,变得模糊,甚至被完全遮挡。但雷达电磁波波长远大于可见光,这些粒子都可以绕射过去,对于雷达成像来说,100米、1公里,乃至100公里的距离,大气沉降物散射对图像清晰度的影响都较小。”

提到成像雷达不得不说合成孔径雷达,这是一种典型的成像雷达,它利用雷达与目标的相对运动,把尺寸较小的真实天线孔径,用数据处理的方法合成一个较大的等效天线孔径,可以在能见度极低的气象条件下得到类似光学照相的高分辨雷达图像。周峰说,合成孔径雷达,顾名思义,就是雷达平台与目标的相对运动而形成一系列的虚拟孔径,通过相干积累合成较大的等效天线孔径,从而提高雷达的横向分辨率。

据介绍,合成孔径雷达在军事上主要用于战场侦察、打击评估、空间态势感知等,民用上主要用于资源遥感、地理测绘、海洋环境监测等。

成像雷达在军事和民用领域被广泛应用,但问题也随之而来。

最主要的就是复杂电磁干扰的挑战。比如低波段的合成孔径雷达,就很容易受到工业信号和通讯信号的干扰。体现到雷达图像上,就是成像质量大大降低,出现模糊,有时候还有带状干扰。“如何有效地降低这些干扰,是当前合成孔径雷达信号处理的研究难点。”周峰指出。

在保铮院士指导下,周峰带领的研究团队一直走在国内前列,并在这一领域开展了深入研究。他提出的时变干扰抑制方法,有效解决了压制干扰严重影响合成孔径雷达图像质量的难题,在IEEE系列刊物发表了多篇有影响力的高水平学术论文。

由于在合成孔径雷达抗干扰方面取得的突出成果,周峰逐渐受到国际同行专家关注。