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1、第卷第期信号处理年月基于算法的星载斜视成像雷万明刘光炎黄顺吉,电一子科技大学电工学院成都摘要本文研究了用距离一多普勒算法来实现星载的斜视成像处理。给出了星载斜视时的空间几何模型和回波信号模型,详细分析了地球自转和斜视产生的多普勒质心所引起的距离走动差异,及时域和频域校正对成像的影响,并研究了一种改进的算法进行距离走动的校正,此算法能适应大的斜视距离走动和地球自转距离走动。针对不同,。的距离走动校正进行了计算机仿真理论分析和仿真结果表明这种改进的算法是有效的关键词距离一多普勒合成孔径雷达距离走动,,一,】,··,亡一在遥感应用中,星载一般工作在
2、正侧视状态,但引言在某些应用中由于某些特殊的目的,星载工作在斜近,。,三十年来合成孔径雷达作为一种先进的微视状态与机载不同在星载中地球自转和斜视,波遥感手段受到人们的高度重视与其它遥感手段相比如都将使多普勒质心不为零,使斜视时的距离走动由两部分组,。,。,可见光具有全天侯的特点从七十年代中期开始成由于两种距离走动产生的机理不同导致两种走动在时。,从机载应用发展到空间应用上年美国国家航,进行走动校,这使域和频域的差异正时必须考虑这种差异一,。天局发射了卫星年欧洲发射了它们的校正变得比较复杂距离一多普勒〔’,算法己,,一卫星卫星上均装有先进的成像
3、系统其成像结果成为,一种标准的正侧视成像处理算法该算法以匹配。已得到广泛的应用滤波或脉冲压缩理论为基础。本文在算法的基础上,在的特点是作用距离远,测绘带宽,具有相当高的数假设可分别测出地球自转和斜视产生的多普勒质心的情况,。据率并要求对各种误差进行校正和补偿其信号处理结构下用多颗卫星技术是能够实现的,研究了一种改进的,,复杂特别是由于地球自转和地球曲率的影响使得算法进行星载的斜视成像,并进行了仿真。仿真结果的雷达回波产生距离向和方位向的祸合,雷达信号。的方位处表明这种改进的算法能得到高分辨率的图像理变得非常复杂。收稿日期年月日’资助项目一©1
4、994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第期基于算法的星载斜视成像星载的多普勒参数其中风表示雷达方位波束中心目标时的距离,。为雷达方位波束中心过目标的时刻。在距离曲线方程中,线性项称为距如图所示,以离走动,二次项称为距离弯曲。地球中心为坐标原当星载工作斜视模式时,根据前面的分析,多普。,。点平面为赤勒质心由两部分决定,距离走动也由两部分组成,在算,道平面轴沿地球法,它涉及时域校中方位压缩之前必须对距离徙
5、动进行校正,。自旋轴指向北极正和频域校正两大类方法。轴与格林威治子午线相交,建立相对地距离徙动曲线与距离徙动校正心坐标系。雷达和地距离徙动曲线表目标的关系如图图星载成像几何图斜视时域距离徙动曲线,所示图中风表地、处,,设有两目标于同一距离上但在不同的方位上,,。表目标的位置矢量是卫星的位置矢量位于上的目标,、方向间隔为△则雷达波束中心过两点的时间差△相位史由下式给出△、两点的回波信号在平台为平台速度,飞行浏二吹、丛还达塑过程中均为线性调频信号,且具有相同的多普勒参数,假设〕没有地球的自转这是不可能的,则、两点的距离徙动。入为雷达波长二表示时刻
6、位于方位其中如果用曲线分别为波束中心线上目标的距离矢量,则雷达到目标的距离为,··‘一·、、、了︸、尹‘﹃,,相应地,目标的多普勒参数为一合、一晋一、、产、户。,,‘了、弓︶、··一￡一·‘二一【一、二、‘从”告一晋一一·、尸“、、,因一矗其中分别表示方位波束中心过两点的时刻而有△。如果以点表示方位处理孔径的第一点,一、,其中表示雷达相对于目标的加速度矢量和,、是孔径内的任一点则两点的距离徙动曲线可分别简是雷达和地面目标的速度矢量。地面上静止目标的速度矢量化为二。,。。。为地球自转角速度·一·,几、从多普勒质心的表达式可知,多普勒质心可表示为
7、凡一丁一令一乙“十·“·十·。,二一矛扬又又‘‘‘,口聂刀一一山一一,一通一么从一‘,第二部分由成像模式决定。它由两部分组成根据内积」卜方位向公式得一叫户,、,从一,,”‘·洲离哥凡一贵一号距离锄、其中。。为波束方位中心的投射角,。为方位波束中心的峪之冷。,。。、走一侧视角当星载工作在正侧视模式时有。二竺优。利用目标的多普勒参数,目标到雷达的距离可表示今议距为“戈从,一。一。一。凡、粤「喜、图斜视距离徙动曲线乙‘一。一。一一,。一一。,凡粤扬粤、粤、、两点的距离走动、距离弯曲和合成的距离徙动曲线如片。,、图所示从距离徙动曲线的表达式可知尽管两
8、点“处在相同的距离上,但它们的距离徙动曲线方程并不相同,©1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHous
