星载合成孔径雷达多模式系统研究与信号处理

【摘要】：本文对星载SAR多种工作模式进行了研究，提出并解决了系统设计中的部 分问题，设计了相应数据处理的算法，并采用模拟或真实数据进行了计算机仿 真和验证，证明了其有效性和正确性。 基于星载ScanSAR系统的工作原理，研究并计算了各子条带波束的空间位 置、系统的时问参数、脉冲重复频率的选择及信噪比等重要系统参数，为ScanSAR 系统总体设计提供依据。重点研究了ScanSAR系统中的多视问题、方位分辨率 问题及距离模糊问题，并提出了一新的ScanSAR系统特有的模糊概念，并对其 影响做了定量分析。对实际ScanSAR系统的定时方式，星上监控软件以及数据 形成格式提出了新的改进方案。 本文对ScanSAR数据处理算法的相位保真度进行了研究，并提出了一新的 能保留峰值相位的基于R/D算法改进的SIFFT算法和改进的SPECAN算法， 对其进行了模拟，并对其处理特性进行了讨论。最后以ERS1／2干涉SAR数据 对模拟的ScanSAR数据，对这两种算法的相位保真度进行了验证。 通过对重复轨道的星载干涉SAR系统的研究，分析了干涉SAR系统的成象 机理，详细分析研究了干涉SAR系统特有参数一基线的特性，给出了基线估计 方法。从系统去相关的角度研究了干涉SAR系统的成象条件，详细分析了干涉 系统的去相关因素，尤其对卫星轨道和卫星姿态角的变化引起的方位向多普勒 频谱位移对系统相干性的影响进行了研究，为卫星轨道参数设计和姿态的控制 提供依据。给出了度量干涉系统相干性的计算方法。对扫描工作模式数据进行 INSAR成象所产生新的去相关特性进行了研究，并给出了其限制条件。 针对INSAR数据处理算法的主要环节图象预滤波、图象的配准、水平地形 效应去除、降噪方法及相位展开方法等进行了分析，并设计了处理软件，用一 对ERS1和ERS2数据验证了软件的可行性和正确性。