基于地球靜止GNSS的雙基前視SAR點目標頻譜研究

劉文超 曾張帆 史智明 周艷玲 潘永才

摘 要：基于地球靜止GNSS的雙基前視SAR系統（Geo-Stationary GNSS based Bistatic Forward Looking Synthetic Aperture Radar， GeoSta-GNSS-BFLSAR）是一類特殊構型的被動式雙基SAR系統，該系統采用地球靜止GNSS作為發射機，接收機部署在飛機上，飛機沿直線飛行，成像目標在飛機前方。GeoSta-GNSS-BFLSAR系統擁有部署成本低，安全性好等技術優勢，在自主著陸、自主導航、戰場地形獲取等方面有著廣泛的應用前景。該文對GeoSta-GNSS-BFLSAR系統的點目標二維頻譜進行了研究。首先建立了GeoSta-GNSS-BFLSAR雷達系統的幾何模型，并給出了回波信號表達式。其次，采用POSP原理對其二維頻譜進行了求解，得出了GeoSta-GNSS-BFLSAR點目標二維頻譜的解析式。最后，對該系統點目標成像進行了Matlab仿真，驗證了該文理論推導的正確性，為后續的GeoSta-GNSS-BFLSAR雷達成像處理奠定了基礎。

關鍵詞：地球靜止；GNSS；前視合成孔徑雷達；頻譜

1 引言

前視雷達成像技術在飛機自主導航和著陸、戰地戰況監測等領域有著廣泛的應用，越來越引起研究人員的關注。相比傳統的單基雷達，雙基前視合成孔徑雷達（Bistatic Forward Looking SAR， BFLSAR）提供了二維分辨可行性，為二維成像奠定了理論基礎。德國、英國、中國等世界主要雷達大國就BFLSAR 雷達系統的二維分辨特性、同步技術、成像技術等一系列雷達關鍵技術進行了深入的研究。

基于GNSS的雙基合成孔徑雷達系統（GNSS-BSAR）是一類特殊的被動式雙基合成孔徑雷達系統，由英國伯明翰大學的Mikhail Cherniakov在2003年首先提出。該雷達系統以GNSS導航衛星作為發射源，接收機能夠放置在另一顆衛星、飛機、汽車，或是靜止放置在地面，對目標區域進行觀察，成像，測高，形變監測等。……