GEO-LEO方位多通道高分辨率宽幅双基地SAR成像技术研究

To achieve high-resolution and wide-swath (HRWS) imaging, conventional geosynchronous earth orbit (GEO) - low earth orbit(LEO) bistatic synthetic aperture radars (Bi-SAR) face the problem of pulse repetition frequency (PRF) designation, which can be effectively resolved by adopting multiple channels in azimuth. The key point of the GEO-LEO multi-channel HRWS Bi-SAR imaging is to reconstruct the uniform-sampling unambiguous signals from the non-uniform sampling data in azimuth. Based on the review of conventional GEO-LEO Bi-SAR and multi-channel HRWS mono-static SAR in azimuth, the uniform-sampling unambiguous data reconstruction by digital beam-forming (DBF) algorithms for GEO-LEO multi-channel HRWS Bi-SAR will be proposed in this project. Furthermore, the effect of channel errors on the imaging quality will also be analyzed and resolved. Finally, the system designation and performance analysis of GEO-LEO multi-channel HRWS Bi-SAR will be studied. This work contributes not only to the development of GEO-LEO multi-channel HRWS Bi-SAR system, but also to the satellite networking construction in China.

传统高轨（GEO）-近地轨道（LEO） 双基地合成孔径雷达（Bi-SAR）在进行高分辨率宽幅（HRWS）对地观测中面临工作PRF选择的问题。方位向多通道体制是解决该问题的有效手段，其研究重点为解决非均匀空间采样造成的成像问题。本项目以现有GEO-LEO Bi-SAR和方位多通道HRWS 单基SAR研究为基础，利用GEO-LEO方位多通道HRWS Bi-SAR获取的回波数据进行联合数字波束形成（DBF)处理，重构获取该系统均匀采样条件下的雷达信号；分析并解决通道间误差对成像性能的影响；最后对GEO-LEO方位多通道HRWS Bi-SAR系统设计及性能分析开展研究。该课题的研究成果不仅可以有效推动我国未来GEO-LEO HRWS Bi-SAR系统成像技术的发展，还将对未来我国卫星组网建设具有重要的借鉴意义。

传统高轨（GEO）-近地轨道（LEO） 双基地合成孔径雷达（Bi-SAR）在进行高分辨率宽幅（HRWS）对地观测中面临工作PRF选择的问题。方位向多通道体制是解决该问题的有效手段，其研究重点为解决非均匀空间采样造成的成像问题。本项目以现有GEO-LEO Bi-SAR和方位多通道HRWS 单基SAR研究为基础，利用GEO-LEO方位多通道HRWS Bi-SAR获取的回波数据进行联合数字波束形成（DBF)处理，重构获取该系统均匀采样条件下的雷达信号，提出了提出了基于时频变换的GEO-LEO 方位多通道 HRWS Bi-SAR 信号重构技术研究信号重构算法和基于时域子图像加权的高低轨方位多通道Bi-SAR模糊抑制算法共两种成像处理算法；分析并解决通道间误差对成像性能的影响，提出了三种基于图像质量最优化准则的通道间幅相误差校正算法，分别为基于多普勒谱优化的通道误差估计算法、基于杂波相消的通道误差估计算法和基于互相关的通道误差估计算法；最后对GEO-LEO方位多通道HRWS Bi-SAR系统设计及性能分析开展研究，提出了面向观测区域成像性能的卫星轨道及载荷参数一体化系统设计方法。该课题的研究成果不仅可以有效推动我国未来GEO-LEO HRWS Bi-SAR系统成像技术的发展，还将对未来我国卫星组网建设具有重要的借鉴意义。