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多基线合成孔径雷达(Multi-baseline Synthetic Aperture Radar,MB-SAR)通过雷达在不同高度位置上的多次飞行观测,构造了沿高度方向的合成孔径,能够实现对目标的三维成像。多基线SAR三维成像的参数化方法是在各条轨迹进行二维聚焦成像之后,利用目标沿高度向的观测数据使用参数化方法进行高度向分辨率成像。参数化方法具有超分辨率处理、降低模糊、抗噪声干扰的能力,在实现多基线SAR高分辨率三维成像、降低数据获取中由于轨迹数目较少、非规则分布、间隔欠采样等问题引起的高度向模糊方面具有优势。本文将现代信号处理的参数化方法引入到多基线SAR三维成像中,进行了多基线SAR三维成像的参数化模型和方法研究。具体的研究工作如下:
1、从多基线SAR的观测几何出发,推导了多基线SAR三维成像参数化处理的信号模型,得到了三维分辨率和三维点扩展函数的解析表达,分析了观测几何参数对三维分辨率的影响,指出了多基线SAR实现三维成像的采样要求。
2、针对规则分布的多基线SAR数据,分别研究了基于谱估计、规则化求逆、阵列信号处理技术的多基线SAR三维成像的原理,分析推导了实现目标高度向分辨的信号模型。根据谱估计的三维成像原理,通过构建高度向数据模型并进行参数估计,提出了多基线SAR三维成像的Yule-Walker算法,实现了高分辨率的三维成像；根据规则化求逆的三维成像原理,通过QR分解进行目标高度向图像反演的矩阵向量方程求逆,提出了实现三维成像的QR分解算法；根据阵列信号处理的三维成像原理,引入最小模算法进行沿高度向目标散射信号的DOA估计,提出了实现多基线SAR三维成像的最小模算法。
3、针对非规则分布的多基线SAR数据,分别从补充为均匀数据和直接处理非均匀数据两种思路出发,研究了非规则多基线SAR三维成像的参数化方法。分析了多基线SAR高度向数据的特点,提出了基于线性插值重建高度向均匀采样数据并进行三维成像的算法；根据谱估计的多基线SAR三维成像原理,利用非均匀数据的空间谱估计MAPES算法,提出了基于MAPES的非规则多基线SAR三维成像算法,并使用仿真数据和暗室数据进行了三维成像实验。
4、分析了非规则分布多基线SAR造成高度向成像模糊的因为；为按照理想观测几何进行参数化的三维成像处理,研究了对非规则基线SAR进行轨迹位置移动相位校正方法；利用稀疏信号处理技术进行了稀疏分布多基线SAR三维成像的研究,提出了减少多基线SAR轨迹数目的方法。