多旋翼无人机全息SAR中3D成像的整体偏移误差校正技术

《IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing》：Overall Offset Error Correction Technique for 3D Imaging in Multirotor UAV Holographic SAR

　　

摘要：

全息合成孔径雷达（HoloSAR）结合了层析SAR（TomoSAR）和圆形SAR（CSAR），从而形成一种能够获取360°三维散射信息的成像模式。由于能够便携式生成高分辨率三维图像，基于旋翼无人机的全息合成孔径雷达系统越来越受到重视。HoloSAR依靠多个基线之间的相干关系来重建高度信息，因此对基线误差极为敏感。基线误差主要包含两部分：由平台不稳定引起的随机偏移误差，以及由定位设备精度不足导致的整体偏移误差。以往的研究大多集中在随机偏移误差上，而对整体偏移误差的关注较少。鉴于整体偏移误差对HoloSAR性能的显著影响，本文针对这一问题展开研究。本文提出了一种基于切片偏移引导的群平均熵最小化优化方法。首先，利用不同子孔径中相同高度切片的偏移值来大致估算整体偏移误差。随后，以该整体偏移误差作为初始值，运用所提出的群平均熵方法进行优化求解。该方法通过实际测量数据进行了验证，3D重建结果的相对误差从大约20%降低到了1%左右，证明了该方法的有效性。