论文摘要：同步轨道星载SAR高精度成像方法

星载合成孔径雷达（Synthetic Aperture Rader, SAR）具备全天时、全天候的工作能力，是目前备受关注的对地观测系统。现有的SAR卫星都运行在低轨，观测幅宽较窄，重复周期较长。地球同步轨道合成孔径雷达（Geosynchronous SAR, GEO SAR）卫星可以满足广域观测、高频重访的用户需求，具有低轨SAR卫星不可比拟的优势。然而，GEO SAR卫星的轨道高度为36000km，约是现有低轨SAR卫星轨道高度的60倍，这使得星地相对运动关系更为复杂，导致现有的SAR成像算法无法适用于GEO SAR。因此，本文针对GEO SAR的成像难点，构建适用于描述复杂空变特性的高阶斜距模型，研究GEO SAR时域和频域成像方法。

论文分析了GEO SAR的星地相对运动特性，确定了星下点轨迹、波束扫描速度与倾角、偏心率等轨道参数之间的关系，重点研究了星载SAR在不同轨道高度下的空间分辨机理，改进了低轨SAR分辨率的计算方法，明确了GEO SAR空间分辨率与系统参数之间的映射关系。

在星地相对运动特性分析的基础上，论文构建了GEO SAR高阶斜距模型，并进行了全轨条件下的空变分析。结果表明，八阶多项式能够很好地拟合星地斜距变化特性，其中二阶和三阶系数的变化对成像质量的影响尤为重要。基于级数反演法，进一步推演了GEO SAR回波信号的二维频谱表达式，分析了回波信号的频域特性。

基于时域和频域的分析结果，论文研究了GEO SAR的成像算法。依据GEO SAR星地相对运动模型，提出了一种适用于GEO SAR的BP网格划分方式，解决了网格投影畸变问题，有效地改善了GEO SAR时域成像质量。同时，论文给出了一种基于改进CS因子的频域成像算法，通过拟合距离徙动量得到改进CS因子，从而在频域进行了高效高精度成像。仿真验证结果表明，该算法能够实现300km×300km幅宽条件下5m分辨率的成像处理。

论文最后对全文进行了总结，指出了在方位向分辨率计算和网格划分方面进一步的研究思路。

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