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机载双基地合成孔径雷达(Airborne Bistaric SAR)是一种发射系统和接收系统分置的新型雷达体制。它在军事和民用领域都有广泛的发展优势:能获取多方向的目标散射信息、隐蔽性好、抗干扰性强、成本低等。运动补偿技术是实现雷达高精度成像的关键,开展其关键技术的研究,对机载双基地SAR系统设计和飞行实验方案的制定具有重要意义。 本文结合机载双基地SAR系统研究的实际需要,对运动补偿关键技术:运动误差分析、参数提取、补偿方法实现依次进行了详细研究。论文主要内容为: 1.研究了任意飞行模式下机载双基地SAR的几何模型和回波信号模型,并侧重分析其多普勒特性与几何模型之间的关系。研究了平行飞行正侧视成像的两种模式及其多普勒特性、分辨率等。 2.研究了双基地SAR成像算法:分析了RD算法在平行飞行正侧视模式下基线垂直于航线和基线不垂直于航线两种情况的适用性及适用范围,并比较了RD算法和BP算法的性能差异。 3.详细研究了双基地SAR的运动误差:推导了平动误差模型并将其转化为速度误差模型。通过理论分析和仿真实验研究了平台沿理想航线方向和视线方向恒定速度误差、匀加速度误差、正弦速度误差对信号压缩的影响;得出其对成像指标的影响规律。通过理论分析与仿真结果对照,得出重要结论:依据成像指标限制速度误差比依据相位误差标准限制速度误差更为合理。通过理论分析和仿真实验研究了载机姿态变化对天线水平域波束指向的影响。 4.较详细地研究了双基地SAR的多普勒参数估计方法:研究了特殊布局下频谱对称时的多普勒质心估计方法。研究了基于DCFT和时频分析方法的多普勒斜率估计方法,并进行了性能分析比较。 5.较详细地研究了存在运动误差条件下基于回波数据的运动补偿方法:利用相关法估计徙动量并通过频域校正技术实现双基地SAR的距离徙动校正。研究了基于方位向去斜技术的相位补偿方法,得出了调频斜率估计精度与成像质量的定量关系。