利用斜视多孔径ATI-SAR技术反演海面流矢量（Sq-MA-ATI）

《IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing》：Sea-Surface Current Vector Retrieval Using Squinted Multi-Aperture ATI-SAR (Sq-MA-ATI)

　　

摘要：

利用传统的沿轨干涉合成孔径雷达进行海面流矢量反演仍然面临挑战，因为在侧视条件下，视线速度的沿轨分量很小，仅通过一次径向速度测量无法确定二维流矢量。本文提出了一种斜视多孔径沿轨干涉方法（Sq-MA-ATI），该方法通过引入物理方位角斜视，将双通道回波分割成多个方位角子孔径，从而在相同区域内生成具有不同视线方向的多个干涉观测值。经过聚焦处理后，每个子孔径对都会被进行干涉处理，以估算水平视线速度，这些速度数据随后会被整合成一个超定线性系统，用于求解沿轨和横轨流分量，最终通过最小二乘法实现矢量重建并降低随机误差。通过数值误差传播实验，利用参数化的视线速度噪声和统一的分辨率设置，进一步分析了观测次数、方位角束宽以及物理斜视角度的影响。该方法在中国琼州海峡进行的机载实验中得到了验证，在斜视观测配置下，根据反演得到的矢量预测的束中心视线速度与传统沿轨干涉法的估算结果相差约1%。与同时期的全球导航卫星系统浮标测量结果相比，反演得到的流速差异为19.28%，流向差异为9.13°。这些结果表明，Sq-MA-ATI为通过单次斜视观测实现流矢量反演提供了可行的方法，同时也可为未来星载沿轨干涉系统的设计提供参考。