子孔徑合成技術(shù)在SAR成像中的應(yīng)用.pdf

1、合成孔徑雷達(dá)(SAR)成像技術(shù)具有全天候、全天時(shí)工作，并能高分辨率大范圍成像和具有一定穿透植被的能力等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，已成為極其重要的現(xiàn)代遙感測(cè)繪手段。它在民用遙感和軍事偵查領(lǐng)域發(fā)揮著日益重要的作用，尤其是在軍事應(yīng)用領(lǐng)域，受到世界各國(guó)的高度重視。具有高分辨率的聚束式合成孔徑雷達(dá)是現(xiàn)代合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)不可缺少的一種工作模式，已成為合成孔徑雷達(dá)技術(shù)的研究與應(yīng)用的一個(gè)重要的發(fā)展方向。 本文的主要工作集中在星載SAR有關(guān)成像問(wèn)題的研究，包括

2、了對(duì)星載SAR工作于聚束模式下應(yīng)用條帶SAR成像算法的研究;對(duì)分布式SAR中子帶自動(dòng)合成技術(shù)的研究。本文主要從以下兩個(gè)方面進(jìn)行闡明:一、通過(guò)綜述當(dāng)前高分辨率星載SAR的研究現(xiàn)狀和發(fā)展方向，詳細(xì)說(shuō)明了星載聚束模式的特殊性，在此基礎(chǔ)上研究了條帶SAR和聚束SAR之間的關(guān)系。本文在第3.2節(jié)提出了一種高分辨率星載聚束SAR成像處理算法。通過(guò)對(duì)聚束模式下SAR回波的方位瞬時(shí)頻率函數(shù)的研究，發(fā)現(xiàn)在實(shí)際SAR系統(tǒng)中此函數(shù)通常是單調(diào)的，通過(guò)對(duì)聚束S

3、AR方位向進(jìn)行子孔徑的劃分就可以實(shí)現(xiàn)方位向子頻帶的劃分，而在一個(gè)子孔徑內(nèi)，對(duì)于SAR接收到的數(shù)據(jù)而言可以類(lèi)比為條帶模式下的斜視情況。本文提出的成像算法建立在對(duì)每個(gè)子孔徑進(jìn)行條帶成像的基礎(chǔ)上，之后再將各子孔徑方位頻帶依次拼接起來(lái)，從而構(gòu)成全孔徑頻帶，最后通過(guò)IFFT得到具有全孔徑分辨率的聚束SAR圖像。本算法將聚束SAR成像分解為子孔徑的斜視成像和頻帶合成兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的過(guò)程，允許根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的成像算法，使得算法本身更具靈活性。由于

4、本算法在方位子孔徑內(nèi)進(jìn)行成像處理，所以只要求系統(tǒng)的PRF滿(mǎn)足最大子頻帶的采樣要求即可，這將極大的降低對(duì)SAR系統(tǒng)PRF的設(shè)計(jì)要求。 二、從提高星載SAR圖像質(zhì)量指標(biāo)入手，本文的第二個(gè)成像算法提出了圖像的質(zhì)量?jī)?yōu)劣可由圖像質(zhì)量的某種測(cè)度來(lái)衡量，如：圖像的熵最小或銳度最大時(shí)，圖像的質(zhì)量最好，分辨率最高?；谧钚§胤椒ǖ脑恚疚奶岢鲆环N在多星系統(tǒng)中將輔星成像（子孔徑）分兩步合成為一幅全孔徑圖像的方法。由于受衛(wèi)星平臺(tái)的限制，使得單星S

5、AR 系統(tǒng)性能的提高受到很大制約。因此，在上個(gè)世紀(jì)末，分布式衛(wèi)星SAR 技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。多星分布式SAR是一種具有重要的應(yīng)用前景的雷達(dá)系統(tǒng)，利用干涉原理，將兩部或兩部以上雷達(dá)的接收信號(hào)進(jìn)行相干處理，最終可獲得地面地貌高度的合成孔徑雷達(dá)。本文提出了另外一種方法，基于圖像質(zhì)量的測(cè)度，合成來(lái)自不同衛(wèi)星的接收信號(hào)，達(dá)到系統(tǒng)對(duì)成像質(zhì)量的要求。多星（分布式）SAR系統(tǒng)，其原始數(shù)據(jù)由若干獨(dú)立SAR傳感器收集，每個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)可被視為一個(gè)子孔徑。若子孔徑