面向目標特性精細提取的SAR數據融合成像處理方法

楊 威陳 杰 李春升

(北京航空航天大學電子信息工程學院 北京 100191)

1 引言

星載合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar,SAR)是一種空間遙感對地成像有效載荷，具備全天時、全天候執行對地成像偵察任務的能力。高分辨率作為星載SAR發展的永恒主題，是各航天強國致力發展的重要方向之一。近幾年，美國、德國、以色列、加拿大等國都陸續發射了高性能的SAR衛星，其共性特點是均具備高分辨率的成像模式，其中最具代表性的是德國TerraSAR-X衛星2012年成功試驗的“凝視成像”(staring spotlight)模式，其方位向分辨率不加權的情況可達0.16 m[1－3]。根據美國、歐洲等國家或地區制訂的星載SAR發展規劃可知，高分辨率仍然是星載SAR發展的主要方向之一[4－6]。

高分辨率 SAR圖像能更好地顯示目標細節，但在高分辨率條件下，目標散射特性變化對成像質量的影響不可忽略，原因包括兩方面：(1)為實現方位向高分辨率，需要增大方位向觀測角度范圍，而目標在不同方位觀測角下其散射特性不同，角度差異越大，散射特性差異也越大；(2)為實現距離向高分辨率，需要采用超寬帶線性調頻信號，而目標散射特性對不同頻率的響應不同，帶寬越大，差異越大。目前的成像處理算法，包括時域處理算法[7]、距離多普勒域處理算法[8]、距離頻域方位時域處理算法[9]、多變換頻域算法[10]、2維頻域算法[11]等，均以輸出圖像信噪比最大為準則，在整個處理過程中近似認為目標散射特性恒定不變。這種近似在中低分辨率條件下對圖像質量和應用效果的影響可忽略，但在高分辨率條件下，這種近似不僅影響圖像的細節信息，也不利于發揮高分辨率星載 SAR圖像的應用效能。……