專利名稱：一種地球同步軌道合成孔徑雷達高精度聚焦方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種地球同步軌道合成孔徑雷達(GEO SAR)高精度聚焦方法，屬于雷達信號處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前的合成孔徑雷達(SAR)衛(wèi)星均為低軌衛(wèi)星，軌道高度不超過1000km，對特定地區(qū)的重復(fù)觀測周期一般為3到5天，在進行軌道機動時也需要至少1天時間；因此，低軌 SAR存在時間分辨率低、應(yīng)對突發(fā)事件滯后時間長的問題。例如，汶川大地震發(fā)生后，在一天多之后才由日本和意大利的衛(wèi)星獲得了首批合成孔徑雷達圖像，而我國的SAR衛(wèi)星獲得相關(guān)圖像在兩天之后，未能對救災(zāi)工作提供最及時的信息服務(wù)。解決此問題的方法是地球同步軌道合成孔徑雷達(GEO SAR)。目前各國也正開展關(guān)于地震監(jiān)測的研究，其中美國的地球透鏡計劃最為引人關(guān)注，該計劃分為四項，其中一項就是關(guān)于GEO SAR0目前低軌合成孔徑雷達(LEO SAR)成像算法很多，如基于菲涅爾近似的經(jīng)典距離多普勒(RD)算法、譜分析(SPECAN)算法等，基于等效直線模型的二次距離壓縮(SRC)算法、線性調(diào)頻變標(CS)算法、非線性調(diào)頻變標(NCS)算法等。菲涅爾近似和等效直線模型只能描述衛(wèi)星與目標之間斜距歷程為開口向上的拋物線，而在GEO SAR中，存在兩類目標斜距歷程一類是開口向上的近似拋物線軌跡的目標斜距歷程(以近地點和赤道位置為代表)； 另一類是開口向下的近似拋物線軌跡的目標斜距歷程(以遠地點為代表)。對于開口向下的目標斜距歷程，利用直線軌跡模型進行逼近出現(xiàn)等效速度和等效前斜角度的虛數(shù)值，無法從物理意義上去解釋。而且，這些LEO SAR算法的是建立在“Stop-and-Go”假設(shè)下的。在LEO SAR中由于斜距比較短/‘Mop-and-Go”假設(shè)是比較合理的，但是在GEO SAR中軌道高度為36000km， 其斜距達到40000km的量級，雙程傳播延遲接近秒量級；衛(wèi)星的速度也較快，接近3000m/s， "Stop-and-Go"假設(shè)就不成立了。通過以上的分析得出，LEO SAR成像算法不能用于GEO SAR中，因此需要研究GEO SAR高精度聚焦方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決傳統(tǒng)LEO SAR算法不能處理等效直線模型不成立情況， 以及傳統(tǒng)的LEO SAR算法未考慮“Stop-and-Go”假設(shè)的問題，提出了一種地球同步軌道合成孔徑雷達高精度聚焦方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。本發(fā)明的一種地球同步軌道合成孔徑雷達高精度聚焦方法，其步驟為1)對GEO SAR建立精確斜距模型并由此得到GEO SAR的信號模型，也即GEO SAR 的回波數(shù)據(jù)。GEO SAR的信號模型的表達式為
權(quán)利要求
1. 一種地球同步軌道合成孔徑雷達高精度聚焦方法，其特征在于步驟為 1)對GEO SAR建立精確斜距模型并由此得到GEO SAR的信號模型，也即GEO SAR的回波數(shù)據(jù)，GEO SAR的信號模型的表達式為
全文摘要
本發(fā)明涉及一種地球同步軌道合成孔徑雷達(GEO SAR)高精度聚焦方法，屬于雷達信號處理技術(shù)領(lǐng)域。考慮了“Stop-and-Go”假設(shè)的誤差，并將其應(yīng)用于算法的推導(dǎo)過程中；針對經(jīng)典低軌合成孔徑雷達(LEO SAR)算法不能處理等效直線模型不成立的問題，采用范數(shù)進行斜距的表達，并進行了高精度的逼近。本發(fā)明成像精度高，適合于超長的合成孔徑時間下的成像，可以克服大的距離徙動，也克服了等效直線模型的局限性，解決了LEO SAR成像算法不能處理“Stop-and-Go”假設(shè)的問題。
文檔編號G01S7/41GK102169174SQ201010588038
公開日2011年8月31日 申請日期2010年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月7日
發(fā)明者劉志鵬, 曾濤, 胡程, 龍騰 申請人:北京理工大學(xué)