研究目的
提出一种针对空间碎片等旋转目标的3维ISAL成像算法，利用分数阶傅里叶变换估计多普勒频率调制率并重建目标的三维形状与尺寸。
研究成果
该方法利用分数阶傅里叶变换估计多普勒频率调制率，有效重建了旋转空间碎片的3D形状，并通过基于两次观测的参数估计实现图像缩放。仿真实验验证了该算法的有效性和鲁棒性。
研究不足
该方法至少需要两个散射中心来计算旋转角速度和入射角。散斑和遮挡可能会干扰两幅图像中对应点的提取，从而影响算法性能。
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基于分数阶傅里叶变换的空间碎片三维逆合成孔径激光雷达成像与尺度测量
DOI：10.1109/LGRS.2018.2871471
期刊：IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters
出版年份：2018
更新时间：2025-09-10 09:29:36
摘要：
逆合成孔径激光雷达（ISAL）是观测与成像空间目标的重要方法。本文针对空间碎片等旋转目标提出一种三维ISAL成像算法。由于激光波长比微波小4-5个数量级，目标运动引起的多普勒频率在ISAL中更为显著。即使旋转角度较小导致散射中心未穿越距离单元，仍可通过方位慢时间分数阶傅里叶变换估计多普勒频率调制率。斜距、多普勒频率和多普勒频率调制率共同构成三维空间，通过两次观测中散射中心的位置关系可估计角速度与入射角。经图像缩放后即可获取目标的三维形状与尺寸。仿真实验精确重建了目标的三维结构，蒙特卡洛实验探讨了信噪比与观测时间对算法的影响，最终验证了该算法的有效性与鲁棒性。
作者：
Di Mo，Ning Wang，Guangzuo Li，Ran Wang，Yirong Wu
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