基于压缩传感的线阵SAR三维成像方法研究

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1、第32卷第11期Vo1．32No．112011年11月November2011基于压缩传感的线阵SAR三维成像方法研究韦顺军，张晓玲(电子科技大学电子工程学院，成都611731)摘要：线阵SAR是一种新型雷达三维成像技术。由于实际中线阵天线长度有限，基于匹配滤波的传统线阵SAR成像方法不仅需要大量的阵元数，而且在切航迹向的分辨率也较低。结合三维场景空间目标的稀疏特征，提出一种基于压缩传感理论的高分辨线阵SAR三维成像方法。相对于传统匹配滤波线阵SAR三维成像方法，本方法只利用少量的稀疏天线阵元回波对切航迹向的稀疏散射目标进行Ll

2、范数优化重构，大大抑制了切航迹向旁瓣宇影响并显著提高分辨率。最后，通过线阵SAR点目标仿真三维成像表明了本文算法的有效性。a●关键词：合成孔径雷达；线阵SAR；压缩传感；三维成像；高精度成像-l几AS中图分类号：TN957．52文献标识码：A文章编号：1000—1328(2011)11—2403-07DOI：10．3873／j．issn．1000—1328．2011．11．015学a．M艮LinearArraySAR3-DImagingBasedonCompressedSensingWEIShun—inn，ZHANGXiao—l

3、ing(SchoolofE．E，UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina，Chengdu61173l，China)Abstract：LineararraySAR(LASAR)isanewtechnologyforthree—dimensional(3-D)radarimaging．Limitedbythelengthoflineararrayantenna，theclassicalLASAR3-Dimagingmethodbasedonthetraditionalmatc

4、hedfiltermethodnotonlyrequiresalargenumberoflineararrayelements，butalsoobtainslowresolutionincross—track(CT)direction．Inthispaper，conbinedwiththesparsefeatureof3一Dilluminatedscene，anovelhighresolutionimagingmethodbasedoncompressedsensing(CS)forSAR3-Dimagingispresente

5、d．ThemethodisusedtoreconstructtheimageofsparsetargetsbysolvingaconvexoptimizationproblembasedonL1normminimizationwithonlyasmallnumberoflineararrayelements．Comparedwiththeconventionalmatchedfilterimagingmethod，thepresentedCSmethodsignificantlysuppressesthesidelobeeffe

6、ctsandimprovestheimagingresolutioninCTdirection．Finally，numericalsimulationresultsdatashowthatthepresentedmethodoutperformstheconventionalmatchfilterandthevalidityofthemethodisconfirmed．Keywords：SAR；LineararraySAR；Compressedsensing；3-Dimaging；Highresolutionimaging重的不

7、足：(1)二维成像结果不能反映实际三维场0引言景空间的三维信息；(2)场景地形起伏时成像结果合成孔径雷达(SAR)三维成像是SAR成像技出现较严重的几何失真；(3)陡变地形SAR图像存术未来发展的重要趋势，相对于传统SAR二维成在严重的阴影效应和顶底倒置现象；其根本原因像，三维SAR成像数据在三维数字地图、城市规划、是传统二维SAR工作于侧视模式并将真实三维场陡变复杂地形测绘、飞行导航和森林资源监测等领景投影到雷达斜距和方位向张成的二维空间进行成域具有显著的优势及更重要的应用前景。传统二维像。随着SAR技术的快速发展，传统SAR

8、二维成SAR成像主要利用脉冲压缩技术获得距离向高分像已不能满足诸多应用领域的需求，因此三维成像辨力，利用平台运动形成虚拟天线获得方位向高分已经成为SAR未来发展的重要方向。线阵SAR是辨力⋯。但是，传统二维SAR成像技术存在一些严近几年出现的一种新型SAR三维成