高分辨率星载SAR海面起伏运动目标精细聚焦与参数估计

高分辨率合成孔径雷达（SAR）可以获得丰富的地物和目标细节，在军事和民用各方面有着非常高的应用价值。近年来，我国在高分辨率星载SAR技术方面取得了突破性进展，对地详查能力得到跨越式提升。

然而高分辨率需要更长的合成孔径时间，使得目标运动对聚焦的影响更加显著。尤其在海面或港口，受到海面风浪的影响，舰船等目标将存在复杂运动，使得舰船本身及其与海面的多次散射在合成孔径时间内均存在额外的相位历程变化，导致SAR图像存在严重的散焦现象，给目标检测、识别和解译带来困难。高分辨率SAR中运动目标的精细聚焦是SAR应用迫切需要解决的问题之一。

图1 TerraSAR-X高分辨率港口图像（停靠的潜艇、船只）

图2 TerraSAR-X高分辨率海岛图像（浮桶）

针对该问题，中国科学院空天信息研究院仇晓兰、温雪娇等利用TerraSAR-X 聚束模式高分辨率海港图像开展了起伏运动目标精细聚焦与参数估计的研究。通过仿真起伏运动目标单次和多次散射在SAR图像中的成像特点，进行了针对性的精细化处理，提出了一种高分辨率星载SAR起伏运动目标精细聚焦与参数估计方法，成功获得了港口区域浮桶、潜艇等典型目标的精细聚焦结果，并估计得到了目标的运动参数和海浪信息。

该工作已发表在《雷达学报》2017年第2期“高分辨率SAR图像目标认知”专题“高分辨率星载SAR起伏运动目标精细聚焦与参数估计方法”（温雪娇，仇晓兰，尤红建）。

该文建立了星载SAR目标起伏运动下的回波模型，定量化分析和仿真了起伏运动与海面二次散射引入的误差与影响，提出了一种基于复图像数据进行运动误差补偿和精细聚焦处理的方法，最后利用TerraSAR-X 方位向0.25m高分辨率港口区域实际数据开展了实验研究，实验结果显示运动目标聚焦效果良好，参数估计结果可靠（图3、图4、图5），证实了该方法的有效性和可行性。

图3 运动目标聚焦与参数估计结果

图4 TerraSAR高分辨率海岛浮桶图像(左)和精细聚焦结果(右)

图5 TerraSAR高分辨率港口图像(左)和精细聚焦结果(右)

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