基于幅相不一致准则的建筑物SAR层析成像

解金卫 李真芳* 王 帆 王志斌

①(西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室 西安 710071)

②(南京电子技术研究所 南京 210039)

③(北京空间飞行器总体设计部 北京 100094)

1 引言

由于全天时、全天候、3维高分辨成像的特点，层析合成孔径雷达(Tomographic Synthetic Aperture Radar,TomoSAR)技术近年来受到了国内外学者的广泛关注。该成像技术的本质是在高度向上以不同的视角对同一场景或者地物进行多次观测。单次观测形成2维合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)图像，多次观测在高度向上形成合成孔径，沿垂直雷达视线(Perpendicular Line Of Sight,PLOS)方向进行聚焦实现高度向上散射体分辨，从而达到对目标的3维成像的能力。相比于2维SAR图像，TomoSAR能够准确估计出同一SAR分辨单元内不同散射体的高度位置与散射强度，是解决高分辨SAR图像中建筑区叠掩问题的有效手段之一[1-8]。

实现高度向上多次观测较常见的方式有两种。一种是单次航过中载机平台上沿地距向挂载多个天线，采用1发多收模式录取回波，然后将回波等效相位中心投影到POLS方向，从而在PLOS形成合成孔径；另一种方式是单次航过自发自收，然后对场景重复多次观测，重复航过间沿PLOS向形成合成孔径，从而实现层析成像。目前，由于单个平台上挂载多个天线系统较复杂，成本太大，一般层析成像系统均选择后者获取层析成像原始回波数据[9]。

从原始回波数据到获得3维成像结果，大致可分为4个步骤。首先对获取的多航过原始回波数据进行2维SAR成像；然后，对各个航过选择一个参考图像进行精确配准，使得图像中的同名点尽可能配准到同一像素点中；……