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顺轨干涉SAR系统利用两个沿载机飞行方向放置的天线先后对同一场景进行成像,通过对两幅单视复图像进行干涉处理获得运动目标的干涉相位,具有检测慢速运动目标的能力,常用于海面洋流速度检测和地面动目标检测(GMTI)。顺轨干涉定标是实现其动目标精确检测的关键技术。论文针对机载顺轨干涉SAR定标开展方法研究,具有重要的理论意义和实际应用价值。 论文的主要研究工作和创新性成果如下: (1)介绍了顺轨干涉SAR的测量原理,构建了信号处理流程,利用大科学工程“航空遥感系统”获取的实际顺轨干涉数据实现了地面动目标检测,相关处理算法为后续开展顺轨干涉SAR定标方法研究奠定了基础。 (2)深入系统地分析了影响双天线机载顺轨干涉SAR系统测速精度的主要误差源及其影响机理,误差源主要包括两个干涉通道的通道延迟和差分通道延迟、干涉相位偏置误差、基线分量误差、天线相位中心位置误差、载机姿态测量误差以及斜视顺轨干涉SAR系统的斜视角误差,并建立了相应的误差分析模型,定量地分析了各种误差源的影响程度,以此为基础提出了正侧视、混合干涉SAR和斜视顺轨干涉SAR模型下的干涉定标要求。 (3)在干涉SAR定标中,地面控制点的布设策略是影响敏感度矩阵条件数的重要因素,论文研究了机载顺轨干涉SAR定标中地面控制点的布设策略,分别对地面静止控制点的布设方式和地面运动控制点的布设位置、运动方向、运动速度等设置方式进行了分析,提出了机载顺轨干涉SAR外定标中地面控制点的优化布设策略,对于实际开展外定标工作具有重要的指导意义。 (4)针对现有的顺轨干涉SAR定标方法对于混合干涉和斜视顺轨干涉定标适用性问题,重点开展了机载混合干涉SAR和斜视情况下机载顺轨干涉SAR定标方法研究。 提出了适用于机载混合干涉SAR的定标方法,该方法通过建立机载混合干涉SAR基线模型,建立了瞬态基线分量与载机坐标系下的基线模型的关系,提出首先利用基于差分干涉相位的定标方法对瞬态基线分量进行定标,然后利用瞬态基线与基线模型的关系得到混合干涉SAR中基线长度和两个基线角的定标结果。通过仿真实验验证了该方法的适用性和有效性。考虑正侧视顺轨干涉SAR模式的实际情况和非理想性,将其作为混合干涉SAR的特例,同样可以用该方法进行定标。通过仿真分析,证明了该方法也有利于提高正侧视顺轨干涉SAR的定标精度。 提出了适用于斜视情况下机载顺轨干涉SAR定标方法。该方法首先利用多普勒相位中心估计对斜视角误差和载机姿态角测量误差进行定标,然后利用基于修正的敏感度方程的方法对干涉相位偏置误差和基线误差进行定标。通过仿真实验验证了该方法的适用性和有效性,同样也证明了该方法有利于标定正侧视顺轨干涉SAR的定标精度。 论文在对研究工作总结的基础上,针对存在的不足和未来技术的发展,对今后开展相关研究进行了展望。