SAR超高分辨率成像：子孔径相位误差校正与PFA算法研究

"该文讨论了子孔径相位误差及其梯度分解在合成孔径雷达(SAR)成像中的应用，特别是在超高分辨率成像和SAR/GMTI中的挑战与解决方案。文中提及的MDPGA算法是一种用于控制残留距离徙动影响的方法，通过将孔径划分为多个子孔径来估计相位误差。此外，还提到了南京航空航天大学毛新华博士关于PFA在SAR成像中的应用研究，强调了PFA算法在高分辨率成像和运动目标检测中的重要性，以及经典PFA的局限性，特别是波前弯曲近似的不足。" 在合成孔径雷达(SAR)技术中，相位误差的精确估计对于获取高质量的成像是至关重要的。子孔径相位误差及对应梯度分解是解决这一问题的有效手段。如图4.1所示，相位误差(a)和相位误差梯度(b)的分析有助于理解误差来源并进行精确校正。MDPGA（基于子孔径的PGA算法）旨在减少残留距离徙动对相位误差估计的干扰，通过将大孔径分割成多个小的子孔径，每个子孔径内的相位误差独立估计，然后整合所有子孔径的结果，从而得到整体的相位误差估计。 PFA（极坐标格式算法）是SAR信号处理的关键算法，它以其高效的成像速度和对非共面飞行及线性距离走动的补偿能力而受到关注。然而，经典的PFA算法存在波前弯曲近似问题，这限制了成像的几何保真度和有效成像场景大小。随着SAR分辨率的提升，原有的改进算法在高精度成像需求下显得力不从心，尤其是在超高分辨率成像和需要高几何精度的SAR图像拼接应用中，如条带SAR和环视SAR。 毛新华博士的博士学位论文深入探讨了PFA算法，从距离徙动校正的角度解析了极坐标格式转换过程，揭示了转换实为距离和方位两个尺度的变换，其中包含了关键的keystone变换。通过 chirpscaling 原理，对PFA进行了新的解释，并提出更精确的波前弯曲误差公式，以解决传统二阶泰勒近似方法的精度限制问题。 在第三章中，论文进一步研究了如何利用改进的PFA来补偿波前弯曲误差，这是提高SAR成像质量和精度的关键步骤。通过对PFA的深入理解和优化，可以更好地应对多平台、多模式和复杂运动条件下的高分辨率SAR成像挑战，推动SAR技术在军事和民用领域的广泛应用。