基于多轨延迟-多普勒图的海面目标定位模糊去除

张智君,严颂华,马娅婕,田 茂

(1.武汉科技大学信息科学与工程学院，武汉 430081；2.武汉晴川学院北斗学院,武汉 430204；3.武汉大学遥感信息工程学院，武汉 430079)

在全球导航卫星系统反射(global navigation satellite system-reflections，GNSS-R)技术的研究中，延迟多普勒图(delay-Doppler map,DDM)在环境监测方面的应用越来越广泛。中外就星载DDM在土壤湿度[1-2]、海风反演[3-5]等方面已有广泛研究。

近几年利用星载DDM在静态目标探测方面也有了初步尝试。武汉大学团队对北斗卫星信号成像原理进行了研究，并利用TDS-1卫星数据重构海面散射区域进行海冰探测[6-8]。Simone等[9]利用欧空局和萨利卫星公司获取的TDS-1(TechDemoSat-1)数据验证了DDM对海冰探测理论和实验的可行性。Cheong等[10]、Southwell等[11]采用TDS-1数据，使用滤波器方法在对海上石油钻井平台和海冰检测中海杂波的去除后进行了目标探测。Yan等[12-13]则利用神经网络针对TDS-1卫星的DDM数据，以海冰为目标进行检测研究。

但是从中外研究情况来看，利用DDM探测静态目标存在一个问题，即目标定位模糊问题。其主要原因在于DDM中具有相同多普勒和码延迟的同一点对应地球表面2个地理位置，这样造成了目标的定位模糊或者说出现了假目标。虽然前人已经尝试了一些方法，例如欧空局的Park等[14]提出采用天线阵列构成窄波束，然后采用空间滤波方法，使每个单波束只照射目标区域的一半来解决GNSS-R成像中的模糊问题;Li等[15]采用双天线法约束条件，模拟了通过调整星上天线的侧摆指向不同照射角度照射，产生不同天线约束条件来解决散射系数映射到空间域的模糊问题。……