高分辨率圆迹干涉SAR系统仿真及全方位成像干涉处理研究

Circular interferometric SAR (CInSAR) can combine the all-directional observation advantage of circular SAR (CSAR) with the digital elevation model (DEM) generation capability of interferometric SAR (InSAR). On the one hand, the phenomenon of layover and shadow can be greatly reduced through 360° observation. Fusion of multi-aspect InSAR data can be carried out to enhance the ability of precise mapping in city area. On the other hand, the high precise DEM achieved by InSAR can be used as the reference DEM for all-directional imaging of CSAR. Therefore, we can obtain finer information to support target recognition. However, the system simulation and signal processing of CInSAR mode have hardly been studied at present. So it is a very innovative and challenging project..This project will set up reasonable system model for high resolution CInSAR. For the building object, the echo simulation of this new mode will be researched. Besides, we will solve precise imaging problem and multi-aspect InSAR data fusion problem. Finally, an integrated signal processing scheme of CInSAR high resolution all-directional imaging and high precision DEM reconstruction in building area will be presented. It will promote the application of SAR in the earth observation field..

圆迹干涉SAR模式将圆迹SAR的全方位观测能力与干涉SAR的高程测量能力相结合，能够实现二者的优势互补。一方面，通过360°的全方位观测可以较大程度地减少叠掩和阴影现象，对多角度干涉数据融合处理可以提高干涉SAR在城市区域的精细测绘能力；另一方面，干涉处理获取高精度的DEM可以作为参考高程进行全方位成像，从而获取精细的全方位地物信息，为高精度目标识别等应用提供条件。然而目前，关于该模式的系统仿真及信号处理方法研究几乎没有开展。因此，这是一项极具创新性和挑战性的工作。.本项目拟针对高分辨圆迹干涉SAR模式，建立合理的系统模型；针对建筑物区域，突破圆迹干涉SAR回波仿真技术；同时解决建筑物区域精确保相的成像处理问题和多角度干涉数据融合处理的问题，从而提出面向建筑物区域的圆迹干涉SAR高分辨率全方位成像和高精度DEM重建的信号处理方案，为进一步推动SAR在对地观测领域中的应用提供技术支撑。

高分辨率圆迹干涉SAR模式将圆迹SAR的全方位观测能力与干涉SAR的高精度高程测量能力相结合，旨在实现二者的优势互补。因而，其在精细测绘及目标识别等领域具有重要的应用潜力。然而，其在系统仿真和信号处理方面也面临较大的技术挑战。首先，圆迹干涉SAR模式的成像几何不同于常规直线轨迹SAR，而且涉及双通道间的干涉处理问题，其系统具有复杂性，因此，该模式下的系统建模及回波仿真是一个难点。其次，该模式旨在结合圆迹和干涉的优势，达到提高全方位成像质量和高程测量精度的目的，因此，如何对数据进行综合利用和处理是研究的重点所在。.因此，本项目紧密结合圆迹干涉SAR模式信号处理的特点和难点，开展了回波仿真和信号处理关键技术的攻关研究工作，重点研究了以下关键问题：1）开展了高分辨率圆迹干涉SAR模式系统构型设计及建模；2）开展了圆迹干涉SAR模式回波的快速仿真研究，实现了基于逆stolt变换的回波仿真方法；3）深入分析了参考高度误差对成像质量及干涉相位精度的影响，提出基于目标高程迭代修正的成像思路；4）针对BP算法计算效率低下的问题，提出了一种基于调频扰动的快速BP算法。综上，本项目的研究将为圆迹干涉SAR这一新模式后续的系统研制和实际应用提供理论基础。