电离层对中高轨SAR成像质量影响及测量校正方法研究

The Medium-Earth-Orbit SAR(MEOSAR) is one of the potential next-generation spaceborne SAR for its excellent performance,such as rapid response to emergency,high precision repeat orbit interferometric measurement,moving target track and so on. Ionospheric effect is one of the critical techniques for MEOSAR. Compared to LEOSAR, both the synthetic aperture time and swath increase a lot for MEOSAR, and ionosphere has the characteristics of the spatio-temporal variability,so the ionospheric effects on MEOSAR will be more serious.Aim to this, we will study the ionospheric effects on MEOSAR and the method for correcting the effects through analyzing the characteristics of the spatio-temporal variability based on the measured ionosphere data.Through the study of the project, we’ll establish the model to analyze ionospheric effects on MEOSAR qualitatively and quantificationally, and put forward the correction methods for ionospheric effects on MEOSAR.This will be a theoretical and technical support for the development and engineering application of MEOSAR.So the project has great theoretical significance and practical value.

中高轨SAR在突发事件快速响应、重点区域长期监测、高精度重轨干涉以及动目标跟踪等方面具有独特优势，是未来星载SAR发展的重要方向。电离层影响及测量补偿技术被公认为发展中高轨SAR需要解决的关键技术之一，相对于低轨SAR，其合成孔径时间和测绘带宽都大大增加，而电离层又具有明显的时空变化特性，因此，电离层对中高轨SAR影响将更为严重。针对这一问题，本项目通过获取特定区域高时空分辨率电离层数据，分析电离层时空变化特征，结合中高轨SAR条带成像模式，分析电离层时空变化特性对中高轨SAR成像质量的影响，并研究电离层影响综合校正方法。通过本项目的研究，建立中高轨SAR电离层影响分析模型，定性和定量地评估电离层对中高轨SAR成像质量的影响以及其对中高轨SAR技术发展的限制，提出中高轨SAR电离层影响综合校正方法，为我国中高轨SAR系统的发展和工程化应用做好理论和技术支撑，具有重要的理论意义和和实用价值。

中高轨SAR在突发事件快速响应、重点区域长期监测、高精度重轨干涉以及动目标跟踪等方面具有独特优势，是未来星载SAR发展的重要方向。电离层影响及测量补偿技术被公认为发展中高轨SAR需要解决的关键技术之一，相对于低轨SAR，其合成孔径时间和测绘带宽都大大增加，而电离层又具有明显的时空变化特性，因此，电离层对中高轨SAR影响将更为严重。. 本项目结合中高轨SAR系统特点和电离层时空变化特点，主要研究了电离层对中高轨SAR成像质量的影响机理、电离层对中高轨SAR成像质量的影响分析以及中高轨SAR电离层影响综合校正方法。. 通过研究，得到重要结果如下：（1）理清了电离层对中高轨SAR系统的影响因素和影响机理，电离层空变性引起的距离向图像分辨率不一致和图像畸变较为严重，电离层时变性对方位向图像分辨率和位移的影响不可忽略；（2）背景电离层及其时空变化对中高轨SAR成像质量的影响不可忽略，甚至无法成像，一般情况下，对于L波段低轨SAR而言，背景电离层的影响不予考虑，但对中高轨SAR而言，背景电离层时空变化带来的影响较为严重。（3）现有电离层数据以及针对低轨SAR采用的校正方法用于中高轨SAR电离层影响校正后剩余误差较大，需要考虑电离层时空变化特性以及中高轨长合成孔径时间和宽测绘带等特点，利用高精度高时空分辨率电离层数据和综合校正方法，不但校正电离层自身引起的误差，还要校正电离层时空变化特性引起的误差。. 无论军事还是民用都有计划发展中高轨和同步轨道SAR系统，且需求相当紧迫，本项目的研究为我国中高轨SAR系统的发展和工程化应用做好理论和技术支撑，具有重要的理论意义和和实用价值。