合成孔径激光雷达平台振动对成像效果影响研究

本项目在充分利用现有合成孔径成像理论的基础上，针对合成孔径激光雷达信号模型和机载或星载平台振动特点，分析振动对合成孔径激光雷达影响机理，并以此为基础研究合成孔径激光雷达振动影响补偿方法，提出可行的振动条件下的合成孔径激光雷达成像算法。针对激光调制技术与合成孔径激光雷达脉冲重复频率要求之间的矛盾，研究低脉冲重复频率合成孔径激光雷达系统设计与成像算法。最终解决合成孔径激光雷达成像应用中存在的科学问题与关键技术。

随着雷达成像技术应用领域的扩大，通过更高分辨率的目标图像获取目标更为细节的信息成为一种需求。合成孔径激光雷达作为激光技术和合成孔径技术的结合体，是远距离高分辨率成像的一种主动遥感技术，为这种需求提供了一种理想的解决方案。合成孔径激光雷达与传统的成像激光雷达相比，突破了系统孔径的限制，二维分辨率在距离上具有较好的一致性，不会由于作用距离的增加而导致分辨率恶化；与常规的微波成像雷达相比，可以得到分辨率高得多的目标图像，提供更为丰富准确的目标信息。由于工作波长为微米级，具有更高的理论极限分辨率以及更短的累积时间，因此在高精度快速成像中有很大的潜力。与此同时，由于波长较短，在雷达成像中不需要考虑的微小运动，如载体的振动都会对合成孔径激光雷达产生巨大的影响，并且波长短发散角较小，成像场景小也是合成孔径激光雷达应用需要克服的困难。本项目针对振动对合成孔径成像激光雷达成像技术的影响进行研究，包括角振动对合成孔径激光雷达的影响，线振动对合成孔径激光雷达的影响，非相干SAL成像技术以及宽场景合成孔径激光雷达成像技术。项目在几个关键方面取得了突破性进展，包括角振动和线振动影响机理分析，振动影响补偿，斜视SAL的方位向空变相位补偿，低信噪比下存在数据缺失ISAL的压缩感知成像方法，宽场景合成孔径激光雷达系统设计与算法研究。