基于星載照射源的BSAR同步、成像及干涉應(yīng)用技術(shù)研究.pdf

1、基于星載照射源的雙基地合成孔徑雷達(dá)（BSAR）是指利用已在軌衛(wèi)星（包括 SAR衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星、通信衛(wèi)星等）作為發(fā)射機(jī)，采用其它平臺(tái)（包括飛艇、飛機(jī)、汽車(chē)及固定站等）搭載接收機(jī)的雷達(dá)系統(tǒng)，具有成本低廉、配置靈活、戰(zhàn)場(chǎng)生存能力強(qiáng)等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，是目前的前沿和熱點(diǎn)研究方向。本論文具體涉及兩種不同的配置：基于導(dǎo)航衛(wèi)星的BSAR和基于SAR衛(wèi)星的BSAR。其中，基于導(dǎo)航衛(wèi)星的BSAR系統(tǒng)是指利用在軌導(dǎo)航衛(wèi)星作為發(fā)射機(jī)，采用近地靜止平臺(tái)搭載接收機(jī)的BS

2、AR系統(tǒng)；基于SAR衛(wèi)星的BSAR系統(tǒng)是指利用已在軌的星載SAR系統(tǒng)作為發(fā)射機(jī)，采用飛艇平臺(tái)搭載接收機(jī)的BSAR系統(tǒng)。本文結(jié)合理論研究與工程應(yīng)用，針對(duì)上述兩種配置的BSAR系統(tǒng)在同步、成像以及干涉應(yīng)用技術(shù)上存在的共性問(wèn)題和特殊問(wèn)題開(kāi)展了深入的研究。主要研究?jī)?nèi)容包括：
　?、叛芯苛嘶谛禽d照射源的BSAR系統(tǒng)概念與特性，并進(jìn)行了對(duì)比和分析，為進(jìn)一步的信號(hào)處理與干涉應(yīng)用研究奠定了理論基礎(chǔ)。論述了基于導(dǎo)航衛(wèi)星的BSAR系統(tǒng)概念，并從系統(tǒng)

3、幾何構(gòu)型、信噪比、空間分辨率以及時(shí)空覆蓋率等方面對(duì)其系統(tǒng)特性進(jìn)行了深入分析。論述了基于SAR衛(wèi)星的BSAR系統(tǒng)概念，并從系統(tǒng)幾何構(gòu)型、信噪比、空間分辨率以及時(shí)空覆蓋率等方面對(duì)其系統(tǒng)特性進(jìn)行了深入分析。針對(duì)兩種系統(tǒng)在信噪比特性和多普勒特性方面的異同，進(jìn)行了深入的對(duì)比與分析，明確了二者的聯(lián)系與區(qū)別。
　?、漆槍?duì)基于導(dǎo)航衛(wèi)星的BSAR，研究了其同步與成像方法。具體工作為：推導(dǎo)了系統(tǒng)回波信號(hào)模型，并分析了導(dǎo)航信號(hào)體制以及相位同步誤差的影響

4、；研究了同步預(yù)處理方法，實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)航信息的有效檢測(cè)和多普勒頻率的精確估計(jì)，消除了導(dǎo)航信號(hào)體制的影響；利用該系統(tǒng)收發(fā)幾何極度非對(duì)稱(chēng)的特性，理論證明了直達(dá)波和散射波的距離歷程測(cè)量誤差可以在很大程度上相互抵消的結(jié)論；基于測(cè)量誤差抵消原理，結(jié)合時(shí)域成像算法，提出了一種同步與成像一體化方法，并利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了所提方法的有效性。
　?、轻槍?duì)基于SAR衛(wèi)星的BSAR，研究了其同步與成像方法。具體工作為：采用了一種基于寬波束連續(xù)接收體制的空間同步

5、方法，既保證了實(shí)驗(yàn)的成功率，又可實(shí)現(xiàn)較寬的觀測(cè)場(chǎng)景覆蓋；建立了時(shí)、頻同步誤差模型，分析了時(shí)、頻同步誤差對(duì)成像質(zhì)量的影響；提出了一種時(shí)、頻同步與成像一體化方法，精確、高效地實(shí)現(xiàn)了同步與成像處理。該方法直接利用提取到的直達(dá)波信號(hào)時(shí)延及峰值相位對(duì)散射波信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，然后利用泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)和線性近似推導(dǎo)了同步后場(chǎng)景回波的二維頻譜，最后針對(duì)二維頻譜的特性，提出了一種基于二維ISFT的成像算法，可以滿(mǎn)足大場(chǎng)景、高精度的成像要求。
　?、妊芯苛嘶?/p>

6、于星載照射源的BSAR干涉應(yīng)用技術(shù)。具體工作為：構(gòu)建了基于星載照射源的BSAR復(fù)圖像模型，針對(duì)干涉應(yīng)用深入分析了相干系數(shù)，從而建立了基于星載照射源的BSAR干涉理論模型；針對(duì)基于導(dǎo)航衛(wèi)星的BSAR相干變化檢測(cè)應(yīng)用，首先研究了其技術(shù)原理，然后闡述了具體處理方法，最后著重從相干性角度分析了其技術(shù)性能；針對(duì)基于SAR衛(wèi)星的BSAR干涉高程測(cè)量應(yīng)用，研究了其技術(shù)原理，針對(duì)其“立體測(cè)高”特性，分析了干涉條紋特性，通過(guò)深入分析系統(tǒng)相干性能，最后明確