陈 杰 杨 威 王鹏波 曾虹程 门志荣 李春升

(北京航空航天大学电子信息工程学院 北京 100191)

1 引言

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)卫星系统技术近些年发展迅速，卫星平台控制与测量能力、有效载荷信号获取能力、天线波束扫描能力、地面系统数据处理能力都显著提升。如何充分利用和发挥上述能力，发展新体制和新模式，提升任务快速响应水平和雷达图像质量，全面获取目标的散射信息、几何信息和运动信息，是未来研究和发展的重要方向。

传统星载SAR工作模式主要包括条带模式、扫描模式、聚束模式[1]。随着星载SAR技术发展，为提升对地观测面积和空间分辨能力，更为先进的工作体制和成像模式相继提出并实现，比如方位多通道接收体制[2]、滑动聚束模式[3]。在此基础上，德宇航研究人员利用TerraSAR-X卫星开展了大量在轨试验，创新实现了更多种新模式，包括TOPS模式[4]、逆TOPS模式[5]、Bi-Di模式[6-8]、Staring模式[9,10]、以及Wrap-Staring[11]模式等，实现了空间分辨率、观测覆盖面积以及辐射分辨率的显著提升。随着不同领域的应用需求增加，拓展图像产品样式、提升产品服务水平成为未来星载SAR技术发展的重要目标，迫切需要创新体制，牵引出新的成像模式。

20世纪90年代，Sandia实验室在美国国防高等研究计划署的支持下，基于X波段机载SAR系统开展了MSTAR计划试验[12]，得到了大量目标不同观测角度下的SAR图像，验证了雷达目标散射特性随观测角度显著变化这一结论。随后，美国空军研究实验室研制了机载圆迹SAR系统，通过机载平台围绕观测区域作圆周飞行获取目标全方位三维散射信息，得到了GOTCHA数据集，并利用该数据集实现目标三维成像[13,14]。……