地理信息辅助的精细化SAR成像与动目标检测方法研究

Synthetic aperture radar (SAR) has the ability of ground stationary scene imaging and ground moving target indication. The geographical condition of the practical detection scenes is not consistent, especially for the vast territory area, complex and varied topographical features, and criss-crossing transport network in China. The current SAR imaging and moving target indication methods inevitably have the disadvantages of defocus and positioning accuracy problem. The use of geo-information such as National Land Cover Data, Digital Elevation Model, and Open Road Map can significantly improve the sophistication of traditional radar signal processing. The echo model is first established by considering the geo-information, and then the SAR imaging and ground moving target indication methods are studied based on the characteristics analyses of the established signal model. This proposal is focus on solving the key issues of establishment of unified representation form of SAR signal model which is accurate and easy-to-process, and the design of geo-information aided signal matching criteria. It provides a new technical approach for the development of SAR in the field of remote sensing exploration and imaging, and promotes its theoretical development and practical application.

合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）具有地面固定场景成像和地面运动目标检测的能力。实际探测场景的地理条件不尽相同，尤其是针对我国幅员辽阔的疆域面积、复杂多样的地形特征及纵横交错的运输网络，当前的SAR成像和动目标检测方法难免存在散焦和定位精度下降的问题。利用诸如地表分类、地形高程和道路库的地理信息，可以显著提升传统雷达信号处理的精细程度。本项目首先建立考虑地理信息的回波模型，在分析其信号特性的基础上开展地理信息辅助的精细化SAR成像与动目标检测方法的研究。重点解决精确易处理的SAR信号模型统一表征形式建立和地理信息辅助的信号匹配准则设计等关键问题。为合成孔径雷达在遥感探测成像领域的发展提供新的技术途径，促进其理论的发展和方法的实用化。

合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）具有地面固定场景成像和地面运动目标检测的能力。实际探测场景的地理条件不尽相同，尤其是针对我国幅员辽阔的疆域面积、复杂多样的地形特征及纵横交错的运输网络，当前的SAR成像和动目标检测方法难免存在散焦和定位精度下降的问题。利用诸如地表分类、地形高程和道路库的地理信息，可以显著提升传统雷达信号处理的精细程度。为此，本项目重点开展地理信息辅助的精细化SAR成像与动目标检测方法研究，针对精确易处理的SAR信号模型统一表征形式建立和地理信息辅助的信号匹配准则设计这两个关键问题，建立了考虑地理信息的SAR 静、动目标矢量化统一模型，分析了考虑地理信息的SAR静、动目标回波特性，推导了地理信息辅助的精细化SARI 约束条件，提出了基于扩展后向投影的地理信息辅助精细化SARI方法、利用先验知识的空时杂波对消器和多种地理信息辅助的高效精细化动目标重聚焦和参数估计方法。经过四年的研究，项目组形成了“模型-成像-检测”的地理信息辅助合成孔径雷达信号处理流程，项目初期的预期成果和计划研究内容均圆满完成。本项目相关研究属于前沿理论研究，部分成果得到了实测数据的验证，随着后续进一步深入的研究，相关成果可为合成孔径雷达在遥感探测成像领域的发展提供新的技术途径，促进其理论的发展和方法的实用化。