合成孔径激光雷达宽场景成像：频域变标算法新突破

"一种适用于合成孔径激光雷达宽场景成像的频域变标算法，通过将合成孔径雷达(SAR)中的宽场景测绘技术应用于SAL，解决波束光斑小导致的幅宽限制问题。文章提出了基于谱分析的方位预滤波、改进的频率变标算法(FSA)和去斜技术的成像方法，有效处理了波束转动引起的模糊、距离压缩、距离徙动校正和多普勒频移等问题，从而获得清晰的SAL图像。" 合成孔径激光雷达(Synthetic Aperture Laser Radar, SAL)是一种高级的遥感技术，利用激光作为探测媒介，由于激光的波长短，导致其光束的光斑脚印小，这限制了SAL可以覆盖的成像场景的宽度。为了解决这一问题，研究者借鉴了合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)中的宽场景测绘技术——Top-Of-Pulse Stack (TOPS)模式，并将其扩展应用到SAL系统中。 本文提出的成像算法主要包含以下几个步骤： 1. 方位预滤波：基于谱分析的方法被用来在方位方向上进行预处理，消除波束转动导致的信号模糊。这一步使得二维频谱变得清晰，无模糊。 2. 改进的频率变标算法(Frequency Scaling Algorithm, FSA)：FSA用于实现距离压缩和距离徙动校正，修正由平台连续运动引入的多普勒频移。这一过程确保了数据在距离域内的正确对齐，为后续的成像奠定了基础。 3. 去斜技术：在方位频域中应用去斜技术，使信号聚焦，进一步去除图像模糊，提升图像质量。 通过这些步骤的综合运用，提出的算法成功地在SAL宽场景成像中实现了清晰、无模糊的图像。仿真结果证明了这种方法的有效性和实用性，对于提高SAL的成像能力，特别是在大范围遥感监测中具有重要的应用价值。 关键词：遥感、激光雷达、合成孔径、宽场景成像、频率变标算法、方位预滤波 这个研究对于SAL技术的发展具有重要意义，它不仅拓宽了SAL的应用领域，还提高了其在复杂环境下的成像性能，为地球观测、环境监测、军事侦察等领域的遥感应用提供了新的解决方案。