查看原文
其他

【最新成果】多平台合成孔径雷达成像算法综述

蒋文 雷达学报 2022-07-02
合成孔径雷达(SAR)作为一种有源微波侦察探测成像系统,具有高分辨宽测绘带、远距离、强穿透等独特的优势。经过数十年的蓬勃发展,合成孔径雷达的分辨率越来越高,能看清目标细节结构特征信息,成像质量已经达到同级别的光学卫星图像的水准。然而光学卫星受天气和厚实云雾遮挡后,常常无法看清亟需观测的场景,如图1所示,为高分2号卫星的光学图像,从图中可以看到当云雾存在时,光学卫星无法看到云层下方的目标。

图1 高分2号光学卫星数据

相对于光学卫星,SAR在应用条件上的优势在于其全天时、全天候的工作体制,使得SAR在紧急救援等方面发挥着巨大作用。例如,2018年2月4日,我国台湾省花莲县发生了6.4级地震,震源深度达到10km,为第一时间探测地震灾情,我国紧急通过卫星测控中心,调整卫星的观测视角,对花莲地区进行星载滑动聚束高分辨率成像,图2所示为花莲县城区的SAR成像结果,这为我国花莲县的抗震救灾工作提供了第一手的图像资料,给台湾灾区送去我们的关心。

图2  高分三号高分辨率城区SAR图像

近年来,随着合成孔径雷达快速发展以及应用需求的增加,出现了各种平台SAR系统,最主要为机载SAR、弹载SAR和星载SAR,如图3所示。西安电子科技大学邢孟道教授团队以及中南大学陈溅来副教授凭借其自身优势,结合仿真以及实测数据进行实验研究,对现阶段多平台SAR成像算法研究进行了全面的综述与总结,指出了未来多平台SAR算法主要朝着“机载超高分辨运动补偿、弹载大斜视俯冲成像、星载多模式成像”三点发展。另外实时处理也是未来的发展趋势,对此不仅要考虑成像算法的精确性,同时也要考虑它们的高效性。

图3 机载、弹载、星载SAR系统平台

该工作已发表在《雷达学报》2019年第6期“合成孔径雷达技术”专刊“多平台合成孔径雷达成像算法综述”(邢孟道,林浩,陈溅来,孙光才,严棒棒)。
该文根据多种平台具有各自的运动特性,分析总结了多种平台下成像算法面临的核心问题。首先简要介绍了雷达回波模型的建立,然后根据“机载、弹载、星载”3种SAR平台的不同特点以及优势,对其各自的成像算法研究进展进行了重点性的阐述,结合实测数据验证并总结了各自算法目前面临的主要难点,如图4-6分别对应机载超高分辨成像、弹载大斜视俯冲成像和星载多模式统一成像结果,最后对未来成像算法发展趋势进行了展望。

图4 机载超高分辨成像结果

图5 弹载大斜视成像结果

(a)条带成像

(b)聚束成像结果

(c)TOPS成像结果

图6 星载多模式成像结果


了解详细内容请点击下面阅读原文

您可能也对以下帖子感兴趣

文章有问题?点此查看未经处理的缓存