于泽,,
陈杰
北京航空航天大学电子信息工程学院 北京 100191
基金项目:国家自然科学基金(61861136008)
详细信息
作者简介:李春升(1963–)，男，天津人，北京航空航天大学，教授，博士生导师，主要从事星载SAR系统总体与仿真、多源遥感图像信息融合、信息获取与处理等方面的研究工作。E-mail: lichunsheng@buaa.edu.cn
于泽：于 泽(1979–)，男，博士，副教授，现任职于北京航空航天大学电子信息工程学院。分别于2002年、2007年在北京航空航天大学获得学士学位和博士学位。目前主要研究方向包括天基雷达系统体制设计、高分辨SAR成像处理、稀疏目标特征重建等。E-mail: yz613@buaa.edu.cn
陈杰：陈 杰(1973–)，教授、博士生导师，长期从事高分辨率微波遥感信息系统理论与方法研究。2005年获得北京市高等教育成果二等奖，2006年入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”，2008年获霍英东教育基金会第十一届高等院校青年教师奖三等奖。承担国家自然科学基金、“973”计划、“863”计划、国家重大专项等多项课题。已发表论文100余篇，其中SCI(E)检索15篇，EI检索80余篇。申请国家发明专利20余项，合作编写教材4部，合作出版译著1部。E-mail: chenjie@buaa.edu.cn
通讯作者:李春升 lichunsheng@buaa.edu.cn
于泽 yz613@buaa.edu.cn
中图分类号:TN958计量
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出版历程
收稿日期:2019-09-21
修回日期:2019-11-30
网络出版日期:2019-12-27
Overview of Techniques for Improving High-resolution Spaceborne SAR Imaging and Image Quality
LI Chunsheng,,YU Ze,,
CHEN Jie
School of Electronic and Information Engineering, Beihang university, Beijing 100191, China
Funds:The National Natural Science Foundation of China (61861136008)
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Corresponding author:LI Chunsheng, lichunsheng@buaa.edu.cn;YU Ze, yz613@buaa.edu.cn
摘要
摘要:作为一种重要的空间遥感信息获取工具，星载合成孔径雷达(SAR)具备高分辨率宽测绘、多方位信息获取、高时相对地观测、3维地形测绘等多种工作体制和模式。对于任何星载SAR系统，获取高质量的图像始终是提升SAR应用效能的前提。该文基于“观测在天，成像在地”的理念，分析了卫星轨道、平台姿态、有效载荷、地面处理等环节中星载SAR成像和图像质量的影响因素；阐释了中央电子设备幅相补偿与动态调整、天线方向图预估等高精度数据获取技术；给出了基于改进运动模型的星载SAR成像补偿和对流层传播效应补偿方法，能够实现优于0.3 m分辨率的成像；总结和对比了相干斑噪声抑制、方位模糊抑制和旁瓣抑制等SAR图像处理技术，可以使得等效视数优于25、方位模糊和旁瓣抑制优于20 dB。
关键词:星载合成孔径雷达/
成像处理/
图像处理/
星地一体化
Abstract:As an important tool for acquiring remote sensing information, Synthetic Aperture Radar (SAR) has various modes, including high-resolution wide-swath, multi-angle information acquisition, high temporal observation, and three-dimensional topographic mapping. For any spaceborne SAR system, obtaining high-quality images is a prerequisite for improving the performance of SAR applications. In this paper, we analyze the factors affecting spaceborne SAR imaging and image quality with respect to orbit, platform, payload, and signal processing. We describe high-precision data acquisition techniques, including amplitude-phase compensation, the dynamic adjustment of the central electronic equipment, and antenna pattern estimation. We then present imaging compensation methods based on the improved motion model and tropospheric delay correction, which can achieve resolutions better than 0.3 m. Lastly, we summarize and compare SAR image processing techniques such as speckle noise suppression, azimuth ambiguity suppression, and sidelobe suppression, whereby the equivalent number of looks can be increased to more than 25 and the azimuth ambiguity and sidelobes can both be suppressed by 20 dB.
Key words:Spaceborne Synthetic Aperture Radar/
Imaging processing/
Image processing/
Satellite-terrestrial system integration
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