分布式小衛(wèi)星SAR寬域、高分辨率成像方法研究.pdf

1、K10M1#女氣1N957商簧嚏手料技六學博士學位論文題、t，目分jI姜!!驏；竺婆絲、商坌辨警艘贏婆研塞RcsearchonAchievementofWidc唧athandIlighResolutionSARImagebyUsingDistrihutcdSmallSatellit船作者姓名馬倉指導教師姓名、職務廖棒生教授學科門類T學學科、專業(yè)信號與信息處理提交論文日期二oo八年九月11分布式小衛(wèi)星SAR寬域、高分辨率成像方法研究系統(tǒng)將

2、引入更多的誤差源，如三大同步誤差(時間同步誤差、頻率同步誤差和波束同步誤差)，基線誤差、通道誤差和偏航(導致各個子孔徑天線非沿航向直線排列)等等。本論文對分布式SAR系統(tǒng)中存在的各種誤差源進行分析、根據它們對多普勒模糊抑制的影響進行分類并給出相應的補償方法；并給出了一種對補償殘留誤差穩(wěn)健的多普勒模糊抑制方法，該方法能提高空域導向矢量對殘留誤差的穩(wěn)健性；最后利用一組實測的多通道機載數據驗證了以上方法的有效性。3、如果僅僅實現SAR以及GM

3、TI功能，則編隊小衛(wèi)星沿航向直線分布(具有很短的垂直航向基線)為最佳構形。由于沿航向直線分布的陣列在地形高度方向不具有分辨能力，用于自適應處理的樣本不會受到地形起伏的影響。然而，這種衛(wèi)星編隊構形不具有地形高程測量(InSAR)功能。分布式小衛(wèi)星InSAR系統(tǒng)不但可以獲得大觀測帶和高方位分辨率的二維SAR圖像，而且還可以獲得地形高程信息。然而，在InSAR衛(wèi)星編隊構形(即具有長垂直航向基線)下獲取大測繪帶、高分辨SAR圖像面臨很大的挑戰(zhàn)。

4、其中，地面單元的陣列導向矢量隨地形高度和距離的劇烈變化對于獲取足夠的獨立同分布樣本(iid)進行自適應處理帶了挑戰(zhàn)性。另一個關鍵挑戰(zhàn)是寬帶陣的包絡配準與回波信號的采樣模糊耦合在一起，使得包絡配準與解決模糊變得更加困難。為解決分布式小衛(wèi)星InSAR系統(tǒng)所面臨的這些問題，提出了利用該系統(tǒng)重構寬測繪帶、高分辨率三維地形的新方法。該方法利用高分辨SAR成像技術來獲取足夠多的樣本，然后利用空一像域聯(lián)合子空間正交投影技術獲得SAR圖像中所有模糊分量

5、的高度信息，根據高度信息對所有像素中的每一個模糊分量進行包絡配準，最后利用自適應波束形成技術取出所有多普勒模糊分量實現寬廣地面場景的高分辨率三維重構。4、分布式SAR系統(tǒng)中存在多種誤差源，而偏航以及波束指向誤差是影響SAR圖像聚焦的主要因素。如何消除以上誤差的影響進行SAR聚焦是分布式SAR系統(tǒng)實現寬測繪、帶高分辨率SAR成像處理、GMTI以及IIlSAR測高的基礎。從圖像域出發(fā)，提出了兩種新的SAR自聚焦方法，分別為基于最大全變差準則