[发明专利]高分辨率条带SAR成像

说明书

技术领域

本发明总体上涉及借助于合成孔径雷达(SAR)的远程感测，具体地，涉及用于高分辨率条带SAR成像的创新方法。

背景技术

在图1中示出了用于生成地球表面的SAR图像的典型参考几何。对此，希望强调下述事实：在图1中(以及也在下文中将呈现和描述的后续图中)，仅仅为了图示和描述的方便和简洁而并不丧失一般性，地球表面被(以及将被)示为“平坦的”。

具体地，图1示意性地示出了在假定为基本上恒定的高度h处(相对于地球表面)沿着飞行方向d移动的合成孔径雷达(为了描述的简洁，下文中称为SAR传感器)10。如已知的，沿着通过所述SAR传感器10(具体地，其通过SAR传感器10的天线的相位中心)并且与地球表面和飞行方向d正交的天底方向z来测量SAR传感器10的高度h。方便地，通过空中/空间平台(为了简化图示，未在图1中示出)(诸如，例如飞行器或无人驾驶飞行器(UAV)或卫星)沿航程/轨道来输送SAR传感器10。飞行方向d的地面轨迹识别方位方向x，该方位方向x与所述飞行方向d平行并且与天底方向z正交，而与天底方向z和方位方向x正交的交叉跟踪方向y与方位方向x一起标识与地球表面相切的x-y平面。在使用中，借助于适当的天线(为了简化图示而未在图1中示出)，SAR传感器10在采集方向sr上发送雷达脉冲并且接收相关联的反向散射信号，该采集方向sr标识倾斜范围并且与天底方向z形成俯仰角(elevation angle)θ以及与飞行方向d(或者等同地，与方位方向x)形成偏离角(squint angle)该偏离角在图1所示的采集几何中等于90°。

具体地，在图1所示的SAR采集几何与所谓的条带模式有关，在条带模式下，SAR传感器10利用雷达脉冲来照射称为测绘带(swath)的地球表面的条带，然后从其接收相关联的反向散射信号，所述测绘带原则上与方位方向x平行地延伸并且具有沿着交叉跟踪方向y的给定宽度W。为了更加清楚，图2示出了在x-y平面内的条带模式下的SAR采集的几何，其中，可以观察偏离角如何全都相同(特别地，在图2所示的示例中，偏离角均是直角)。

SAR技术可以被视为成熟的技术；实际上，当前存在无数的描述SAR技术的特性和潜能的文章、手册、专利和专利申请；在这点上，可以参考下述文献：

·Josef Mittermayer等人的题为“BidirectionaL SAR Imaging Mode”的文章，IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing，第51卷，第1号，2013年1月1日，601页至614页，其在下文中为了简明描述而将被称为Ref1并且描述了用于创建双向SAR图像的模式；

·德国专利申请DE 10319063A1，其在下文中为了简明描述而将被称为Ref2并且涉及具有用于生成多个SAR波束的多个天线元件的SAR天线方法和系统；

·A.Currie等人的题为“Wide-swath SAR”的文章，IEE Proceedings of Radar and SignaL Processing，第139卷，第2号，1992年4月1日，122页至135页，其在下文中为了简明描述而将被称为Ref3并且描述了用于加宽经由SAR可观测的测绘带的各种方法；

·Krieger等人的题为“Advanced Concepts for High-Resolution Wide-Swath SAR Imaging”的文章，8th European Conference on Synthetic Aperture Radar，2010年6月7日，524页至527页，其在下文中为了简明描述而将被称为Ref4并且提出了与用于创建高分辨率宽测绘带SAR图像的多通道SAR系统有关的各种概念；

·J.C.CurLander和R.N.McDonough的题为“Synthetic Aperture Radar：Systems and Signal Processing”的书，WiLey Series in Remote Sensing，WiLey-Interscience，1991，其在下文中为了简明描述而将被称为Ref5并且是关于SAR系统的手册；以及

·G.Franceschetti和R.Lanari的题为“Synthetic Aperture RADAR Processing”的书，CRC Press，1999年3月，其在下文中为了简明描述而将被称为Ref6并且是关于SAR系统的另一技术手册。