马 萌 李道京 杜剑波③①(中国科学院电子学研究所 北京 100190)(微波成像技术重点实验室 北京 100190)

③(中国科学院大学 北京 100049)

振动条件下机载合成孔径激光雷达成像处理

马 萌*①②③李道京①②杜剑波①②③①(中国科学院电子学研究所 北京 100190)②(微波成像技术重点实验室 北京 100190)

③(中国科学院大学 北京 100049)

该文研究了单探测器和顺轨双探测器机载合成孔径激光雷达在振动条件下的成像处理问题。根据平台振动在短时间内对成像影响小的特点，基于单探测器激光雷达研究了子孔径成像与相位梯度自聚焦相结合的成像处理方法。为获得方位向长条带图像，分别使用了条带相位梯度自聚焦方法和基于多普勒中心频率估计的子孔径图像拼接方法，并分析比较了二者的性能。针对单探测器激光雷达的不足，提出了基于顺轨双探测器干涉处理的振动相位误差估计与补偿方法。仿真分析结果验证了该文方法的有效性。

激光雷达；合成孔径；成像处理；载机振动

1 引言

合成孔径激光雷达(Synthetic Aperture Ladar, SAL)为激光雷达实现远距离高分率成像提供了可能，在军事侦察与空间探测方面具有重要的应用潜力。目前，国内外关于SAL的相关理论研究与试验工作已广泛展开[1－4]，其中以2011年美国洛克希德马丁公司的机载SAL飞行试验最具代表性[4]。该次试验对距离1.6 km的地面目标实现了幅宽1 m，分辨率优于3.3 cm的成像。

机载SAL工作在光学频段，相比微波合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)波长较短，使其具有短时间获得高分辨率图像的可能性，但与之相对应，载机平台的微小振动都会引起信号相位的显著变化，这给机载SAL成像处理带来许多困难。……