[发明专利]一种星机联合双基地合成孔径雷达时域成像方法

说明书

技术领域：

本发明属于雷达技术领域，它特别涉及合成孔径雷达(SAR)成像技术中星 机联合模式双基地合成孔径雷达成像方法。

背景技术：

双基地合成孔径雷达(Bistatic SAR)是将接收机和发射机分别安装在不同的运 动平台上的一种新型合成孔径雷达系统。星机联合双基地合成孔径雷达 (Spaceborne-Airborne Bistatic SAR)作为双基地合成孔径雷达的一种特殊模式，采 用卫星发射、单(多)个飞机接收的工作模式，在继承了双基合成孔径雷达优点 的同时，还具有以下独特优点：

1.独特的“远发近收”模式，既充分发挥了卫星站得高、看得远、覆盖面广 等优势，又保持了很高的图像信噪比；

2.降低对卫星功率、数据传输容量、处理能力及成本等方面需求；

3.根据客户需求制定观测方案，实施比分布式星载SAR系统更灵活的数据 采集方式，降低数据获取成本；

4.发挥飞机机动灵活的特点，构建不同于传统条带、聚束及扫描模式的新 型工作模式，便于高分辨率和大测绘带SAR系统设计实现。

因此星机联合双基地SAR作为一项新概念的空间对地观测或侦察手段，无 论在民用还是军事应用领域都有着更为广泛的发展空间，成了最近双基地合成孔 径雷达领域的研究热点。

一般地，双基地合成孔径雷达系统可以分成两类：移不变双基地合成孔径雷 达系统和移变双基地合成孔径雷达系统。星机联合双基地合成孔径雷达作为典型 的移变双基地合成孔径雷达系统，发射/接收系统的几何关系随时间变化，因此 基于线性时不变假设的合成孔径雷达成像方法，如，距离-多普勒算法、波数域 算法，不能满足此类双基地合成孔径雷达成像的要求；另外，即使实现了移变双 基地合成孔径雷达成像点目标成像，移变双基地合成孔径雷达成像距离向和方位 向坐标系的非正交性仍不可避免的导致移变双基地合成孔径雷达图像失真。目前 针对移变双基地合成孔径雷达成像算法，特别是星机联合模式下的成像算法比较 有限，在有效的频域算法方面几乎只有基于LBF-E算法，而时域方面除了后向 投影(BP)算法和变尺度逆傅立叶变换算法外很少有其他算法。而且变尺度逆 傅立叶变换算法由于没有考虑空域截断误差的影响，所以并不适应大场景下的星 机联合双基地合成孔径雷达成像。见文献“Shi Jun；Xiaoling Zhang；Jianyu Yang； “Principle and Methods on Bistatic SAR Signal Processing via Time  Correlation”，Geoscience and Remote Sensing，IEEE Transactions，Volume 46，pp：3163-3178(2008)”。因此新的适用于大场景下的星机联合双基地合成 孔径雷达的时域算法亟待提出。

发明内容

本发明提供了一种星机联合双基地合成孔径雷达成像方法，其特点是利用距 离历史的空域截断误差消除了变尺度逆傅立叶变换后散射点的距离域数据出现 的距离位置失真的非等间隔现象；克服并校正了变尺度逆傅立叶变换算法在运用 到星机联合双基地合成孔径雷达成像时所带来的非等间隔现象，从而在不增加过 多的运算量的基础上，实现了对大场景下星机联合双基地合成孔径雷达成像并在 不额外增加多少运算量的基础上实现了大场景下星机联合双基地合成孔径雷达 成像。

为了方便描述本发明的内容，首先作以下术语定义：

定义1、星机联合双基地合成孔径雷达(Spaceborne-Airborne Bistatic SAR)

双基地合成孔径雷达是指雷达发射系统和接收系统分别安装在不同运动平 台上的合成孔径雷达，其中，安装发射系统的平台称作发射平台，安装接收系统 的平台称作接收平台。

星机联合双基地合成孔径雷达是指雷达的发射平台和接收平台分别置于卫 星和飞机上的双基地合成孔径雷达的特殊模式。

定义2、移变模式双基地合成孔径雷达

广义上讲，移变模式双基地合成孔径雷达是指安装发射系统和接收系统的平 台在数据采集过程中相对位置发生变化的合成孔径雷达系统。