【摘 要】
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GEO星机双基SAR(Geosynchronous spaceborne-airborne bistatic SAR,GEOBiSAR)是指以GEO-SAR卫星为辐射源并与机载接收站组成的双基合成孔径雷达系统,具有覆盖范围广、重访周
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GEO星机双基SAR(Geosynchronous spaceborne-airborne bistatic SAR,GEOBiSAR)是指以GEO-SAR卫星为辐射源并与机载接收站组成的双基合成孔径雷达系统,具有覆盖范围广、重访周期短、生存能力强等优势,在隐蔽侦察和地形测绘等领域都有十分重要的应用价值。GEO星机双基SAR大幅宽成像,是要充分利用GEO-SAR卫星发射站的波束覆盖范围,在一次飞行的过程中获得更为丰富的地物信息,实现大幅宽SAR成像。目标回波建模、模糊抑制与频谱重构、大幅宽成像处理等,是实现GEO星机双基SAR大幅宽成像的核心关键。本文针对这些难点问题进行了理论分析、方法研究和仿真验证等工作,主要内容如下:1.针对GEO-SAR卫星的运动服从轨道特性的情形,推导了接收站单侧扫描的TOPS(Terrain Observation with Progressive Scan,TOPS)系数和质心空变斜率,并建立了基于TOPS接收模式的GEO星机双基SAR回波模型。2.针对点目标在TOPS接收模式下的时频特性与发射站PRF的关系,分析了低脉冲重复频率引起的“欠采样模糊”和由于接收天线扫描引起的“空变模糊”同时存在的回波特性。3.针对回波方位频谱中同时存在“空变模糊”和“欠采样模糊”的问题,提出了GEO星机双基SAR大幅宽回波频谱模糊抑制方法,导出了多通道重构矩阵,抑制了“欠采样模糊”,并基于卷积性质构造出了新的时间域,抑制了“空变模糊”,实现了目标频谱无模糊重构,解决了低脉冲重复频率和接收天线扫描引起的回波频谱模糊问题。4.针对GEO星机双基SAR采用TOPS接收回波的空变特性,研究了GEO星机双基SAR的Omega-K成像算法,导出了GEO星机双基SAR距离历史等效模型,并构造了二维Stolt变换,解决了非参考位置目标点的聚焦问题,实现了大幅宽目标回波的同时聚焦成像。以上模型和方法都通过了数值仿真验证,结果表明,这些方法可以有效解决GEO星机双基SAR大幅宽目标回波的频谱模糊、同时聚焦等问题,实现大幅宽对地成像。
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