高分三号于2016年8月10日在太原卫星发射中心发射升空，是我国首颗1米分辨率的C波段多极化SAR卫星，在我国星载SAR卫星发展史上具有里程碑意义。它包含了条带、聚束、扫描等12种成像模式，具有高分辨率、大测绘带宽等特点，在高精度测绘、灾害与环境监测、国土安全预警等领域具有重要的应用价值。稀疏SAR成像是SAR成像理论的一个重要发展，它将稀疏信号处理技术，包含压缩感知，用于SAR数据处理，在观测场景稀疏且测量矩阵满足一定条件的情况下，可利用低于香农-奈奎斯特采样定理所需的回波数据，实现对场景的高分辨率成像。相较于经典SAR系统，稀疏SAR成像在降低系统复杂度、减小数据传输与存储压力、提升成像性能等方面具有重要优势，因而在未来高分辨率、宽测绘带对地观测中具有广阔的应用前景。然而，无论军用还是民用，各国星载SAR系统的技术性能指标均是保密的，因此采集到的SAR原始回波极大概率不会公开。那么能否基于公开的现有SAR卫星的复图像数据实现稀疏成像、并获得与基于原始回波相同的稀疏成像结果，将是一个值得研究的问题。针对该问题，中国科学院空天信息创新研究院吴一戎院士团队开展了相关研究工作，将已提出的基于复图像数据的稀疏SAR成像方法引入到高分三号复图像数据处理中来。所获得的成像结果相比于已有的匹配滤波算法恢复的SAR图像将拥有更低的旁瓣、更高的信杂噪比、以及更优的目标可分辨率能力。此外，在提升图像质量的同时，稀疏重构结果可以很好地保持图像统计分布及相位信息，这为后续基于高分三号稀疏SAR图像的干涉、恒虚警率检测等应用提供了技术保障。该工作拟发表在《雷达学报》2020年第1期“合成孔径雷达技术”专刊2“基于复图像的稀疏SAR成像方法在高分三号数据上的验证”（毕辉，张冰尘，洪文，吴一戎），现已网络优先出版。本文首先介绍了基于复图像数据的稀疏SAR成像原理，给出了实现场景稀疏重建的正则化重构模型及一种改进的阈值迭代算法实现过程，并将其用于观测场景的稀疏恢复。最后将基于复图像数据的稀疏SAR成像方法用于高分三号SAR复图像处理中，以提升高分三号SAR图像性能（如图1所示），并实现了对图像背景统计分布（如图2所示）及相位信息（如图3所示）的有效保持。
图1 不同方法的海岸线区域重建结果. (a) 匹配滤波成像结果. (b) 稀疏成像结果—稀疏解. (c) 稀疏成像结果—非稀疏解.
图2 稀疏SAR成像方法重构图像背景统计分布保持. (a) 匹配滤波成像结果. (b) 稀疏成像结果—非稀疏解. (c) 非稀疏解的背景分布.
图3 稀疏SAR成像方法重构图像相位信息保持. (a) 匹配滤波成像结果相位. (b) 本文稀疏成像方法稀疏解的相位. (c) 本文稀疏成像方法非稀疏解的相位. (d) 阈值迭代算法重构图像相位.