[發明專利]一種一動一靜雙基地合成孔徑雷達成像方法

無效

• 申請號: 200910080472.1
• 申請日: 2009-03-19
• 公開（公告）號: CN101509976A
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發明（設計）人: 曾濤;溫亮;胡程;龍騰
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S7/285
• 代理公司: 北京理工大學專利中心
• 代理人: 張利萍

技術領域

本發明涉及一種雙基地合成孔徑雷達(BSAR)成像方法，屬于雷達信號處理技術領域。

背景技術

雙基地合成孔徑雷達(BSAR)技術的快速發展隱含著對雙基地合成孔徑雷達成像技術的巨大需求。目前，各種單基地成像方法在一定的幾何配置下都已經移植到雙基地合成孔徑雷達中，如典型的時域成像(BP)算法，以及典型的頻域成像算法距離多普勒(RD)算法，頻率變標(CS)算法，極坐標(PFA)算法，波束域(RMA)算法等。目前，世界各國的研究熱點集中在RD算法和RMA算法。

RD算法在單基地SAR中是最基本的算法，認為距離維度和方位維度解耦，因此可以直接應用二維傅立葉變換進行處理，簡單高效。但是復雜的雙基地配置距離維度和方位維度耦合緊密，大部分情況下RD算法無法使用，因此目前BSAR中應用RD算法的幾何配置只是應用在平行等速飛行情況下。

RMA算法在單基地SAR中是完全精準的算法，在高精度的成像場合經常被選用。在BSAR中，各國研究者也都在試圖借用單基地RMA算法的思路去推導雙基地SAR波束域算法，到目前為止，完全精準的雙基地波束域算法并沒有出現，研究的比較成熟的仍然是平行等速飛行情況，并且相應的實測數據成像結果也已給出。針對其它軌跡配置的雙基地SAR情況，都有各種各樣的近似的波束域算法。

BP算法是最精準的成像算法，無論是在單基地情況還是雙基地情況下都能適用，但是該算法采用的是點對點的精確配準方法，因此成像算法的效率較為低下，其運算時間是普通頻域成像算法的N倍，N為方位向采樣點數。導致其在實際系統中并無廣泛的應用。

當發射機與接收機不在同一平臺，并且發射機的位置始終在變化，而接收機的位置始終不動，即構成了一動一靜BSAR的系統結構。對于一動一靜BSAR系統而言，由于幾何結構的不對稱性導致嚴重的空變特性，通常為了獲得高精度的成像可以采用時域成像算法，但是運算量非常大。

一動一靜BSAR系統成像的幾何配置如圖1所示，以場景中心為坐標原點建立坐標系，場景平面位于xy坐標系內。發射機(如衛星平臺)飛行的方向為x軸正方向，飛行軌跡平行于x軸；場景平面的法線方向為z軸方向；y軸通過右手螺旋法則確定。在整個衛星聚束照射的過程中，衛星的飛行軌跡關于yz面是對稱的。合成孔徑的中心坐標為(0，y_t0，z_t0)，接收機的位置始終不動，其坐標為(x_r，y_r，z_r)，場景中心點坐標為(0，0，0)，發射機的飛行速度為恒定值v_t。假設發射機的發射的基帶信號為p(t)，在場景坐標為(X，Y，0)處有一個點目標，其后向散射系數為δ(X，Y)。設合成孔徑(SA)時間長度為T_s，在某個方位向的采樣時刻為t_n，這時的采樣點處的坐標為(v_tt_n，y_t0，z_t0)，其對應的基帶回波信號表達式為：