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合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)是一种全天时、全天候、高分辨率和远作用距离的主动式遥感测绘装置。相对于传统雷达而言,SAR提高了对观测目标的信息感知和提取能力,目前已被广泛应用于经济和军事领域。SAR遥感技术在海洋遥感领域具有独特的应用优势,对获得高质量的SAR海面图像具有重要的意义。本文在研究现有成像方法的基础上,结合海面运动目标的特点和长合成孔径时间的条件,对SAR海面运动目标成像问题进行了研究。 本文的主要研究内容如下: 1、在研究SAR成像技术的基础上研究了运动目标检测理论。介绍了静止目标的回波模型和成像原理,建立了运动目标的信号模型,分析了运动目标对成像结果的影响,并且对舰船目标的成像模糊做出了分析;接着探讨了恒虚警率检测原理和舰船检测的经典算法。 2、针对影响运动目标成像的参数进行估计,提出了一套适合运动目标成像的算法流程。研究了多普勒中心估计的方法,包括基带中心估计和多普勒模糊数估计,并针对运动目标的特点提出了一种基于包络的多普勒模糊数估计方法;对于方位调频率的估计,以传统的最小熵方法为基础提出了一种基于自适应搜索的最小熵估计方法;针对长合成孔径时间的特点,详细分析了距离徙动校正的注意事项;通过仿真验证了本文所提方法的有效性。 3、研究了中轨SAR运动目标的成像方法。对于中轨SAR,随着轨道高度的增加,合成孔径时间变长,传统斜视等效距离模型的拟合误差增大。本文介绍了一种精确坐标数值模型和三种经典的信号模型,并选择改进的等效斜视模型(AHRE)作为基础模型,建立了运动目标在该模型下的信号模型,简单推导了运动目标的信号表达式;结合本文提出的针对运动目标的成像流程和星载SAR的特点,给出了运动点目标仿真结果分析,验证了本文所提方法的有效性。