一种新的大斜视topssar全孔径成像方法

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1、2015年2月西安电子科技大学学报（自然科学版）Feb.2015第42卷第1期JOURNALOFXIDIANUNIVERSITYVol.42No.1doi：10.3969/j.issn.1001-2400.2015.01.007一种新的大斜视TOPSSAR全孔径成像方法杨军，李震宇，孙光才，邢孟道,周峰(西安电子科技大学雷达信号处理重点实验室,陕西西安,710071)摘要：大斜视模式导致回波信号距离向和方位向耦合严重；TOPS模式波束指向的变化导致全孔径回波信号的方位带宽大于系统脉冲重复频率，引起方位谱模糊。针对大斜视TOPSSAR存在的上述问题，该文提出了一种基于修正

2、距离徙动算法和方位谱分析的全孔径成像算法。对于全孔径数据，首先通过方位预处理获取信号无模糊的二维频谱，然后采用修正距离徙动算法进行距离徙动校正，最后通过谱分析技术和方位去斜技术将信号聚焦在方位频域。仿真实验和实测数据结果验证了该算法的有效性。关键词：大斜视TOPSSAR;方位预处理;修正距离徙动算法;谱分析中图分类号：TN957.52文献标识码：A文章编号：1001-2400(2015)01-0046-08NovelfullapertureimagingalgorithmforhighlysquintedTOPSSARYANGJun,LiZhenyu,SUNGuangca

3、i,XINGMengdao,ZHOUFeng(NationalKeyLaboratoryofRadarSignalProcessing,XidianUniversity,Xi'an710071,China)Abstract:Duetoitsspecialimaginggeometry,thehighlysquintedTerrainObservationbyProgressiveScans(TOPS)SARimagingmodeisconfrontedwithtwomainissues:severerange-azimuthcouplingcausedbyhighsqui

4、ntanglesandazimuthspectrumaliasingcausedbysteeredazimuthbeam.Tosolvetheseissues,afullapertureimagingalgorithmbasedonmodifiedrangemigrationalgorithm(RMA)andspectralanalysis(SPECAN)isproposedinthispaper.Firstly,thetwo-dimensional(2-D)spectrumwithoutaliasingisobtainedbyazimuthpreprocessing.T

5、henthemodifiedRMAisusedtocompleterangecellmigrationcorrection(RCMC)andrangecompression.Finally,thesignalisfocusedintheDopplerdomainbySPECANandDeramping.Simulationsandrealdataprocessingresultsvalidatetheeffectivenessoftheproposedalgorithm.Keywords:highlysquintedTOPSSAR;azimuthpreprocessing

6、;modifiedrangemigrationalgorithm;spectralanalysis(SPECAN)合成孔径雷达(SyntheticApertureRadar，SAR)成像具有全天时、全天候、远距离和宽测绘带等特点，[1]可以大大提高雷达的信息获取能力。ScanSAR和TOPSSAR分别通过周期性调整波束在俯仰维和方位维的指向来实现宽测绘带。ScanSAR由于波束在方位向的不连续扫描使得图像存在明显的扇贝效应，TOPSSAR克服了ScanSAR模式的上述缺陷。由于TOPSSAR的这些优点，该成像模式已成为近几年的研究热[2-5]点，并成功应用到了工程实践中。

7、若将斜视模式和TOPS模式结合，雷达能对斜前方大范围区域进行监视，提前发现目标，这大大提高了雷达的灵活性和安全性，扩大了其应用范围。斜视SAR特殊的成像几何[6]特性决定了回波信号存在严重的距离徙动，这导致距离向和方位向耦合严重。TOPS模式中由于波束指向的变化，导致场景回波信号的方位带宽急剧增大，通常大于系统的脉冲重复频率(PulseRepetitionFrequency,PRF)，因此全孔径回波信号在方位频域是模糊的。大斜视TOPSSAR同时具有距离向和方位向强耦合及方位信号频谱模糊特性，这增加了其成像处理的难度。针对TO