基于散射体局部区域的机载SAR高效时域运动误差估计方法

《IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing》：An Efficient Full-Aperture Azimuth-Time Error Estimation Method for Airborne SAR

　　

摘要：

运动误差是机载合成孔径雷达（SAR）图像失焦的主要原因。当惯性导航系统（INS）精度不足时，必须通过自聚焦算法直接从 SAR 数据中估计残余运动误差。与频域自聚焦相比，方位时间域误差估计提供了物理意义更清晰的误差估计，更适合全孔径补偿、空间变误差建模以及潜在的轨迹误差重建。然而，现有的时域误差估计方法通常需要在距离徙动校正（RCMC）之后且方位压缩之前对数据进行操作。这一要求增加了处理流程的复杂性，并显著扩大了待处理的数据量，尤其是对于具有长合成孔径的高分辨机载 SAR 系统。即使是单个孤立的主导散射体，也必须处理相应的全孔径数据，导致数据量巨大且计算效率低下。为了解决这个问题，本文提出了一种高效的时域误差估计方法。该方法不使用方位未压缩数据，而是从粗聚焦 SAR 图像中提取包含孤立主导散射体的小型局部区域。首先通过频域自聚焦在距离 - 多普勒域估计相位误差，然后通过时频映射和相应的数值解将其转换为散射体的全孔径方位时间相位误差。通过这种方式，所提出的方法继承了频域自聚焦的数据效率优势，同时获得了具有清晰物理解释的时域误差。模拟和真实机载 SAR 实验表明，所提出的方法可以恢复与现有时域方法获得的结果高度一致的全孔径方位时间误差，同时显著减少……

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