[发明专利]固定发射站双基地前视合成孔径雷达成像方法

说明书

技术领域

本发明属于雷达技术领域，具体涉及合成孔径雷达成像技术中的固定发射站双基地前视SAR的成像方法。

背景技术

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)是一种全天时、全天候的现代高分辨率微波遥感成像雷达，它利用雷达天线和目标区域间的相对运动来获得空间的高分辨率。在地形测绘、植被分析、海洋及水文观测、环境及灾害监视、资源勘探以及地壳微变检测等领域，合成孔径雷达发挥了越来越重要的作用。但是由于本身工作体制的限制，现有单基地SAR并不能实现飞行器前视区域的高分辨成像，从而使SAR技术在飞行器前视对地、自主着陆、物资空投等方面不能充分的发挥作用。

双基地前视SAR(BFSAR)是一种新的雷达体制，系统发射站和接收站分置于不同平台上，通过合理的几何配置，可以实现在接收站正前方进行高分辨成像。另外，收发分置的特点使其具备了许多突出的优点，如获取目标信息丰富、作用距离远、安全性好、抗干扰能力强等。

固定发射站双基地前视合成孔径雷达（ST-BFSAR）是指接收站运动，而发射站固定的双基地前视SAR。与单基站SAR和两平台并行运动的双基地SAR不同，ST-BFSAR由于收发双站相对位置随着时间而变化，导致相同双基斜距和的目标具有不同的距离单元徙动（RCM）和不同的多普勒调频斜率，这种问题称之为方位空变；加之具有传统单基SAR相同的距离空变，因而ST-BFSAR具有二维空变问题。

在文献:Some reflections on bistatic SAR of forward-looking configuration，Xiaolan,Q.,H.Donghui,IEEE Geosci.Remote Sens.Lett.,vol.5,no.4,pp.735–739,2008和First result ofbistatic forward-looking SAR with stationary transmitter,Junjie,W.,H.Yulin,Proc.IGARSS.Vancouver,Canada:IEEE,Jul.2011中使用的RD算法完全忽略了ST-BFSAR的二维空变问题。

在文献:New applications of nonlinear chirp scaling in SAR data processing，Wong,F.W.;Yeo,T.S.,IEEE Trans.Geosci.Remote Sens.,vol.39,no.5,pp.946-953,2001和An improved NLCS algorithm with capability analysis for one-stationaryBiSAR，Xiaolan Qiu,Donghui Hu，IEEETrans.Geosci.Remote Sens.,vol.46,no.10 Part2,pp.3179-3186,2008中，提出了一种非线性Chirp Scaling(CS)方法来补偿同一距离门内的不同调频率，使其达到相等，但是这种方法忽略了沿方位向距离单元徙动的空变，这在方位向大空变的情况下将会引入更大的误差，甚至会导致算法的失效；另外，在固定发射站双基地前视SAR这种模式下，距离历史和接收站最近斜距间的近似线性关系也不再成立，大大降低了此算法的有效性。

在文献：Focusing bistatic sar data in airborne/stationary configuration，Wang,R.,Loffeld，IEEE Trans.Geosci.Remote Sens.,vol.48,no.1,pp.452–465,2010中，提出了一种基于数据分块的方法，该方法在每一个数据块内忽略二维空变性的影响，但是这种方法只适合方位向范围变化不大的情况，而且数据分块还降低了处理的效率。

发明内容

本发明的目的是针对背景技术存在的缺陷，研究设计一种固定发射站双基地前视合成孔径雷达成像方法，解决传统SAR成像方法和现有双基地前视SAR成像方法无法解决ST-BFSAR数据处理时的二维空变问题，实现ST-BFSAR的精确聚焦成像。

为了方便描述本发明的内容，首先对以下术语进行解释：

术语1：双基地SAR（Bistatic SAR）

双基地SAR是指系统发射站和接收站分置于不同平台上的SAR系统，其中至少有一个平台为运动平台，在概念上属于双基地雷达。

术语2：固定发射站双基地前视SAR(ST-BFSAR)