一种方位时变GEO SAR成像处理新算法.pdf

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1、Vo1．35No第35卷第9期宇航学报．92014年9月JournalofAstronauticsSeptember2014一种方位时变GEOSAR成像处理新算法李德鑫，孙造宇，何峰，余安喜，董臻(国防科学技术大学电子科学与工程学院，长沙410073)摘要：针对地球同步轨道合成孑L径雷达(GEOSAR)回波模型的距离空变和方位时变问题，提出一种基于改进距离一多普勒(RD)和方位向调频尺度变换(cs)的成像算法。首先引入四阶泰勒展开模型解决成像中存在的弯曲轨迹问题，然后对传统RD算法进行改进，补偿距离空变，最后

2、对方位时变进行建模，通过方位向cs补偿方位时变，使GEOSAR能够进行更大场景的成像。结合天基雷达先进仿真系统(SBRAS)进行仿真，验证了该算法的有效性。关键词：地球同步轨道合成孔径雷达；广域高分辨成像；方位时变；方位向调频尺度变换中图分类号：TN957文献标识码：A文章编号：1000—1328(2014)09·1065-07DoI：10．3873／j．issn．1000—1328．2014．09．012ANewAlgorithmforAzimuth-VariantGEOSARImagingUDe-xin，

3、SUNZao—yu，HEFeng，YUAn—xi，DONGZhen(NationalUniversityofDefenseTechnology，Changsha410073，China)Abstract：Inordertocompensatetherangeandazimuthshiftvariationsoftheechomodelingeosynchronoussyntheticapertureradar(GEOSAR)imaging，analgorithmbasedonimprovedrange—dop

4、plerandazimuthchirpsealing(RD—ACS)isproposedinthepaper．First，theslantrangemodelwith4-orderTaylorexpansionisintroducedtosolvethecurvedtrajectoryprobleminGEOSARimaging．Then，theconventionalrange—doppleralgorithm(RDA)isimprovedtocompensatetherangeshiftvariation

5、．And，anadditionalazimuthchirpscaling(ACS)isdesignedtocompensatetheazimuthshiftvariationaccordingtoanewazimuth-variantmode1．The2-dimensional(rangeandazimuth)focusingscopeinGEOSARimagingisenlargedobviously．Thevalidityofthenewalgorithmisvalidatedbythesimulatio

6、nswiththespaceborneradaradvancesimulator(SBRAS)．Keywords：Geosynehronousorbitsyntheticapertureradar(GEOSAR)；High—resolutionandwide—swathimaging；Azimuth—variant；Azimuthchirpsealing直线轨迹模型以及基于此模型的经典成像算法如距0引言离一多普勒算法(Range—Doppler，RD)和调频尺度1978年，Tomiyasu首次提出地球同步轨道

7、合成变换算法(ChirpScaling，CS)都不再适用。此孔径雷达(GeosynchronousSyntheticApertureRadar，外，由于GEOSAR超大的测绘带宽，使得成像过程GEOSAR)概念，其具有超高轨道高度、超大测绘带中存在着严重的距离向空变。同时，由于长合宽、超长合成孔径时间、短重访周期等特点_1]。在成孔径时间和地球自转的影响，会在成像中引入严环境和灾害监测，海洋水体观测，军事侦察等方面具重的方位向时变。Eldhuset首次将四阶泰勒展开模有十分重要的意义。型引入星载SAR成像领域

8、用于解决弯曲轨迹问GEOSAR系统具有超长的合成孔径时间，轨迹题【。随后，基于此模型的级数反演方法也被引人弯曲较为严重，对成像有很大影响。在这种情况下，收发分置SAR成像中，用于推导信号的二维频收稿日期：2013．12—16；修回日期：2014-04-08基金项目：航天科技创新基金(CASC201104)第9期李德鑫等：一种方位时变GEOSAR成像处理新算法1067l堕．．．童．．．塑：I．．一I—