層析合成孔徑雷達成像航跡分布優化方法

畢 輝，蔣成龍，王萬影，張冰塵，洪 文

（1.中國科學院電子學研究所微波成像技術重點實驗室，北京100190；2.中國科學院大學，北京100190）

層析合成孔徑雷達成像航跡分布優化方法

畢 輝1，2，蔣成龍1，2，王萬影1，2，張冰塵1，洪 文1

（1.中國科學院電子學研究所微波成像技術重點實驗室，北京100190；2.中國科學院大學，北京100190）

層析合成孔徑雷達成像（tomography synthetic aperture radar，TomoSAR）將合成孔徑原理用于高程向，通過不同入射角的多幅二維合成孔徑雷達圖像對高程向反射功率進行重建，從而實現三維成像。TomoSAR中，航跡分布是影響高程向重建的重要因素。針對高程向分布稀疏的情形，壓縮感知方法被用于TomoSAR。基于壓縮感知的TomoSAR中高程向重建質量取決于觀測矩陣的性質，而航跡分布與觀測矩陣的重構性能緊密相關。利用一種基于相關系數的觀測矩陣優化準則，對航跡分布進行參數優化，從而在航跡數目一定的情況下，實現高程向的優化重建。仿真和實驗結果驗證了該方法的有效性。

層析合成孔徑雷達成像；壓縮感知；相關系數；航跡優化；觀測矩陣

0 引 言

層析合成孔徑雷達成像（tomography synthetic aperture radar，TomoSAR）將合成孔徑原理用于高程向［1］，利用同一場景的多幅二維SAR圖像（不同的入射角）在高程向上進行孔徑合成以獲取高程向分辨率，從而實現三維成像。Tomo SAR成像中，高程向分辨率與高程向孔徑大小密切相關，而有限的航跡數目約束了高程向孔徑大小，使得高程向分辨率低于方位向和距離向。2000年，借助于德國宇航局（DLR）E-SAR機載系統的森林數據［2］，Reigber等利用譜估計方法獲得了觀測區域2～3m的高程向分辨率［1］。……