机载宽波束雷达高度计的空间变差延迟多普勒成像技术在起伏地形等高线提取中的应用 卢燕希， 余世泽， 王瑶， 李芳， 谭龙龙， 黄博， 江戈， 刘高正， 杨雷

《Remote Sensing》：Spatial-Variant Delay-Doppler Imagery of Airborne Wide-Beam Radar Altimeter for Contour Extraction of Undulating Terrain Yanxi Lu, Shize Yu, Yao Wang, Fang Li, Longlong Tan, Bo Huang, Ge Jiang, Gaozheng Liu and Lei Yang

　　

摘要

合成孔径雷达高度计（SARAL）将雷达波束指向飞行轨迹的正下方点，能够捕捉目标地形的高程变化。为确保在复杂飞行姿态下正下方点仍处于波束覆盖范围内，需要较大的波束宽度。然而，较大的波束宽度会导致沿轨道方向的不同散射体之间存在空间变化带来的延迟问题，从而降低地形高程轮廓的测量精度。为此，本文提出了一种空间变延迟-多普勒（SVDD）算法。该算法的核心优势在于，通过严格的数学推导，为宽波束SARAL几何结构得到了解析频谱，因此所有校正函数均通过复杂乘法运算实现，无需插值操作，从而保证了较高的计算效率。为解决空间变延迟问题，首先建立了多普勒频率与方位角之间的直接几何关系，基于此关系将空间变化特征从空间域映射到多普勒域，再直接利用该映射关系构建空间变延迟校正函数。同时，还进行了距离走动校正和距离曲线校正。通过延迟-多普勒图（DDM），可以还原起伏地形的变化情况。本文利用雷达高度计的模拟数据及真实数据验证了所提SVDD算法的有效性，并通过与传统算法的比较，进一步证明了SVDD算法的优越性。