本书围绕合成孔径雷达成像与仿真技术，探讨了合成孔径雷达的成像处理、运动补偿以及典 型地物数据仿真等核心问题。在介绍现有机载SAR成像处理算法的基础上，给出了慢速无人机载SAR和机载大前斜SAR的高精度成像处理算法,实现运动误差等非理想因素影响下的机载SAR高精度成像。在分析低轨SAR工作模式特点的基础上，给出低轨多模式SAR成像处理算法和高 效处理算法，实现低轨多模式SAR高 效成像。在分析高轨SAR特性的基础上，给出高轨SAR成像处理算法，实现对高轨SAR陆地静止目标和海面动目标的良好聚焦。在分析新体制SAR特点的基础上，给出顺轨多通道、交轨多通道、多频多极化等新体制SAR成像处理算法以及参数化SAR成像新方法，拓展SAR系统功能和适用范围。结合SAR数据仿真特点，给出SAR数据全链路仿真方法和仿真实例，为SAR系统性能评估提供数据保障。本书提出的SAR成像与仿真相关的技术为慢速无人机载SAR、机载大前斜 SAR、低轨多模式SAR、高轨SAR和新体制SAR相关研究提供了新的方法与思路。 本书可作为高等院校信息与通信工程、目标探测与识别等专业师生的教学与学习参考书，也可供信息相关领域的

第 1章 合成孔径雷达概述 1 1.1 概述 1 1.1.1 合成孔径雷达简介 1 1.1.2 SAR成像机理 2 1.2 SAR成像发展现状 7 1.2.1 慢速无人机载SAR成像 7 1.2.2 斜视模式SAR成像 8 1.2.3 低轨多模式SAR成像 8 1.2.4 弯曲轨迹高轨SAR成像 10 1.3 本书的内容安排 10 参考文献 11 第 2章 SAR成像处理与运动补偿算法综述 13 2.1 概述 13 2.2 时域成像处理算法 15 2.2.1 BP算法原理 15 2.2.2 BP算法流程 16 2.3 波数域成像处理算法 17 2.3.1 RM算法流程 18 2.3.2 Stolt插值原理 19 2.4 频域成像处理算法 20 2.4.1 RD算法 20 2.4.2 CS算法 22 2.5 极坐标格式算法 27 2.5.1 PFA原理 27 2.5.2 PFA二维重采样 28 2.6 多普勒**频率估计 29 2.6.1 基于能量均衡的多普勒**频率估计算法 30 2.6.2 基于时域相关的多普勒**频率估计算法 31 2.7 多普勒调频率估计 32 2.7.1 对比度法 32 2.7.2 子视图移法 33 2.8 高阶相位误差估计 34 2.8.1 基于子孔径分割的高阶相位误差估计策略 34 2.8.2 相位梯度自聚焦 36 2.9 小结 37 参考文献 38 第3章 机载SAR成像 40 3.1 概述 40 3.2 机载SAR回波模型 40 3.2.1 几何模型 40 3.2.2 回波信号模型 41 3.3 慢速无人机载SAR成像处理 42 3.3.1 慢速无人机载SAR信号特性分析 42 3.3.2 慢速无人机载SAR运动误差估计与成像处理 46 3.4 机载大前斜SAR成像处理 49 3.4.1 大前斜SAR信号特性分析 50 3.4.2 大前斜SAR成像处理算法 52 3.4.3 大前斜SAR多普勒参数估计 57 3.5 小结 62 参考文献 62 第4章 低轨多模式SAR成像 64 4.1 概述 64 4.2 低轨SAR回波模型 64 4.2.1 低轨SAR几何模型 64 4.2.2 低轨SAR信号模型 67 4.2.3 低轨SAR场景模型 68 4.3 条带模式成像处理算法 68 4.3.1 条带模式成像处理算法概述 68 4.3.2 条带模式成像参数估计方法概述 69 4.3.3 基于CS的条带模式成像处理算法 69 4.4 扫描模式成像处理算法 70 4.4.1 扫描模式成像处理算法概述 70 4.4.2 基于ECS的扫描模式成像处理算法 71 4.5 滑聚/聚束模式成像处理算法 72 4.5.1 滑聚/聚束模式成像处理算法概述 72 4.5.2 基于两步去斜的滑聚/聚束模式成像处理算法 73 4.6 多通道条带模式成像处理算法 74 4.6.1 多通道SAR信号模型及多普勒模糊现象 74 4.6.2 基于逆滤波的多通道条带模式成像处理算法 78 4.7 TOPS模式成像处理算法 78 4.7.1 TOPS模式成像处理算法概述 78 4.7.2 基于改进SPECAN的全孔径成像处理算法 80 4.7.3 基于CS的子孔径成像处理算法 84 4.8 **成像处理算法 88 4.8.1 基于二维聚焦深度的相位因子区域更新处理 88 4.8.2 二维聚焦处理对成像质量影响分析 91 4.9 小结 96 参考文献 96 第5章 高轨SAR成像 98 5.1 概述 98 5.2 高轨SAR特性分析 98 5.2.1 基于曲率圆的高轨SAR运动模型 99 5.2.2 基于曲率圆运动模型的高轨SAR特性分析 102 5.3 高轨SAR陆地场景成像处理算法 108 5.3.1 高轨SAR高精度回波信号建模 108 5.3.2 基于多项式补偿的NCS成像处理算法 113 5.4 高轨SAR海面动目标成像处理算法 116 5.4.1 高轨SAR海面动目标**信号模型 117 5.4.2 基于级联GRFT的海面动目标成像处理算法 118 5.5 非理想因素对高轨SAR成像影响的分析 122 5.5.1 天线振动影响分析 122 5.5.2 轨道摄动影响分析 126 5.5.3 电波非理想传输影响分析 127 5.6 小结 131 参考文献 131 第6章 新体制SAR成像处理技术 134 6.1 概述 134 6.2 顺轨多通道SAR动目标检测处理 134 6.2.1 基于DPCA的动目标检测 135 6.2.2 基于ATI的动目标检测 138 6.3 交轨多通道干涉SAR处理 138 6.3.1 单星双通道干涉SAR处理 139 6.3.2 双星编队干涉SAR处理 150 6.3.3 多航过干涉InSAR处理 150 6.4 多频多极化干涉SAR处理 151 6.4.1 多频InSAR高程重建方法 151 6.4.2 多极化InSAR树高反演方法 155 6.5 参数化SAR成像处理 159 6.5.1 SAR图像边缘不连续成因分析 160 6.5.2 基于双侧观测的参数化SAR成像处理算法 162 6.6 小结 166 参考文献 166 第7章 典型陆海地物的SAR数据仿真 171 7.1 概述 171 7.2 SAR数据全链路仿真 172 7.3 典型陆表地物散射模型 172 7.3.1 森林散射模型 172 7.3.2 水体散射模型 180 7.3.3 农田散射模型 183 7.4 海面场景散射模型 186 7.4.1 海浪波面模拟 186 7.4.2 海浪后向散射建模 189 7.5 SAR回波数据仿真方法 193 7.5.1 回波数据时域仿真方法 193 7.5.2 回波数据频域仿真方法 194 7.5.3 运算量对比 196 7.6 SAR数据仿真逼真性评估 197 7.6.1 SAR实测数据和仿真数据的相似度对比 197 7.6.2 SAR图像特性验证 197 7.7 小结 198 参考文献 198 名词索引 201 附录 彩色图 203