专利名称：一种地球同步轨道合成孔径雷达高精度聚焦方法
技术领域：
本发明涉及一种地球同步轨道合成孔径雷达(GEO SAR)高精度聚焦方法，属于雷达信号处理技术领域。
背景技术：
目前的合成孔径雷达(SAR)卫星均为低轨卫星，轨道高度不超过1000km，对特定地区的重复观测周期一般为3到5天，在进行轨道机动时也需要至少1天时间；因此，低轨 SAR存在时间分辨率低、应对突发事件滞后时间长的问题。例如，汶川大地震发生后，在一天多之后才由日本和意大利的卫星获得了首批合成孔径雷达图像，而我国的SAR卫星获得相关图像在两天之后，未能对救灾工作提供最及时的信息服务。解决此问题的方法是地球同步轨道合成孔径雷达(GEO SAR)。目前各国也正开展关于地震监测的研究，其中美国的地球透镜计划最为引人关注，该计划分为四项，其中一项就是关于GEO SAR0目前低轨合成孔径雷达(LEO SAR)成像算法很多，如基于菲涅尔近似的经典距离多普勒(RD)算法、谱分析(SPECAN)算法等，基于等效直线模型的二次距离压缩(SRC)算法、线性调频变标(CS)算法、非线性调频变标(NCS)算法等。菲涅尔近似和等效直线模型只能描述卫星与目标之间斜距历程为开口向上的抛物线，而在GEO SAR中，存在两类目标斜距历程一类是开口向上的近似抛物线轨迹的目标斜距历程(以近地点和赤道位置为代表)； 另一类是开口向下的近似抛物线轨迹的目标斜距历程(以远地点为代表)。对于开口向下的目标斜距历程，利用直线轨迹模型进行逼近出现等效速度和等效前斜角度的虚数值，无法从物理意义上去解释。而且，这些LEO SAR算法的是建立在“Stop-and-Go”假设下的。在LEO SAR中由于斜距比较短/‘Mop-and-Go”假设是比较合理的，但是在GEO SAR中轨道高度为36000km， 其斜距达到40000km的量级，双程传播延迟接近秒量级；卫星的速度也较快，接近3000m/s， "Stop-and-Go"假设就不成立了。通过以上的分析得出，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。
发明内容
本发明的目的是为了解决传统LEO SAR算法不能处理等效直线模型不成立情况， 以及传统的LEO SAR算法未考虑“Stop-and-Go”假设的问题，提出了一种地球同步轨道合成孔径雷达高精度聚焦方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的。本发明的一种地球同步轨道合成孔径雷达高精度聚焦方法，其步骤为1)对GEO SAR建立精确斜距模型并由此得到GEO SAR的信号模型，也即GEO SAR 的回波数据。GEO SAR的信号模型的表达式为
权利要求
1. 一种地球同步轨道合成孔径雷达高精度聚焦方法，其特征在于步骤为 1)对GEO SAR建立精确斜距模型并由此得到GEO SAR的信号模型，也即GEO SAR的回波数据，GEO SAR的信号模型的表达式为
全文摘要
本发明涉及一种地球同步轨道合成孔径雷达(GEO SAR)高精度聚焦方法，属于雷达信号处理技术领域。考虑了“Stop-and-Go”假设的误差，并将其应用于算法的推导过程中；针对经典低轨合成孔径雷达(LEO SAR)算法不能处理等效直线模型不成立的问题，采用范数进行斜距的表达，并进行了高精度的逼近。本发明成像精度高，适合于超长的合成孔径时间下的成像，可以克服大的距离徙动，也克服了等效直线模型的局限性，解决了LEO SAR成像算法不能处理“Stop-and-Go”假设的问题。
文档编号G01S7/41GK102169174SQ201010588038
公开日2011年8月31日 申请日期2010年12月7日 优先权日2010年12月7日
发明者刘志鹏, 曾涛, 胡程, 龙腾 申请人:北京理工大学