張滈鏵，左偉華，劉 波

(中國空間技術(shù)研究院西安分院，西安710199)

0 引 言

星/機(jī)雙基合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar,SAR)，即將發(fā)射機(jī)安裝在衛(wèi)星上，并利用機(jī)載的接收機(jī)共同構(gòu)成的合成孔徑觀測系統(tǒng)。而利用高軌衛(wèi)星SAR作為發(fā)射機(jī)，本身具有廣域覆蓋等特點(diǎn)，更是為地球同步軌道(Geostationary Earth Orbit,GEO)星/機(jī)雙基SAR系統(tǒng)提供了構(gòu)型靈活多樣、可重訪時(shí)間短、觀測持續(xù)時(shí)間久等優(yōu)點(diǎn)[1-4]。接收平臺(tái)只保留無源接收系統(tǒng)，并輔以相應(yīng)的同步系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)地成像，可大幅減小接收平臺(tái)的系統(tǒng)功耗、成本和體積，并進(jìn)一步降低組成多基SAR系統(tǒng)時(shí)多接收平臺(tái)的成本，為進(jìn)一步的三維成像、多基線干涉等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用提供了可能。

星/機(jī)雙基SAR作為新型的遙感技術(shù)不僅可以作為重點(diǎn)區(qū)域的長期監(jiān)測，同時(shí)星/機(jī)雙基的構(gòu)型可以克服單機(jī)SAR不具備前視能力的缺陷，為接收機(jī)提供飛行方向(或后向)的成像能力，因此可以作為無人航空的導(dǎo)航系統(tǒng)。梯度法[5]通過解析的方法，直觀體現(xiàn)出成像幾何，即發(fā)射和接收機(jī)的位置、速度對(duì)成像分辨率的影響。Moccia等人[6]最早基于梯度法分析了低軌星/機(jī)、中軌星/機(jī)、低軌雙基等不同雙基構(gòu)型系統(tǒng)的二維分辨率，但并沒有針對(duì)GEO SAR和機(jī)載SAR的分析。李謹(jǐn)成等[7]用梯度法分析了GEO-UAV空天雙機(jī)SAR在UAV SAR工作在正側(cè)視模式下的二維分辨率。綜上，對(duì)GEO星/機(jī)雙基前視SAR的二維分辨率分析有其必要性和現(xiàn)實(shí)應(yīng)用意義。

本文首先分析了GEO星/機(jī)雙基SAR的應(yīng)用模型，進(jìn)一步分析了單位分辨單元分別對(duì)應(yīng)的時(shí)延變化率和多普勒變化率的梯度，得到星/機(jī)雙基前視SAR的二維分辨率；分析了GEO星/機(jī)雙基前視SAR構(gòu)型對(duì)二維分辨率及其夾角的影響，并給出了構(gòu)型設(shè)計(jì)的基本準(zhǔn)則；最后通過對(duì)GEO處于不同軌道位置時(shí)，雙基前視SAR系統(tǒng)對(duì)點(diǎn)目標(biāo)進(jìn)行成像仿真驗(yàn)證了分辨率分析方法的準(zhǔn)確性。

1 GEO星/機(jī)雙基SAR應(yīng)用模型

假設(shè)接收機(jī)為機(jī)載SAR位于[0,-4,10]km，發(fā)射機(jī)為GEO SAR。理想條件下,發(fā)射機(jī)位于坐標(biāo)系X軸正上方：[25 000,0,36 000]km。發(fā)射機(jī)入射角為45°，接收機(jī)入射角為55°。星/機(jī)雙基SAR系統(tǒng)對(duì)應(yīng)成像區(qū)域的等距離線與等多普勒線分布情況如圖1所示，其中，藍(lán)色為等距離線，紅色為等多普勒線。

(a)接收機(jī)位于[0,-4,10]km

可以看出，在適當(dāng)構(gòu)型下，星/機(jī)雙基SAR系統(tǒng)的等距離線和等多普勒線可以構(gòu)成完整的二維距離分辨單元，但在同一場景內(nèi)，隨成像位置二維分辨能力(即二維單元形狀和大小)并不相同。圖1(b)給出了相同條件下，僅改變接收機(jī)位置至[14,4,10]km時(shí)，等距離線和等多普勒線的分布情況。可以看出，通過更改不同的構(gòu)型，可以有效調(diào)節(jié)星/機(jī)雙基SAR的二維分辨能力。同時(shí)從等值線分布可知，機(jī)載前視、側(cè)視、后視均可實(shí)現(xiàn)等值線二維準(zhǔn)正交，具備多視向回波獲取能力。

2 分辨率分析

空間分辨率是衡量SAR系統(tǒng)成像性能最重要的指標(biāo)之一，它表征了SAR系統(tǒng)對(duì)場景中相鄰目標(biāo)的分辨能力。距離向和方位向分辨率共同構(gòu)成SAR系統(tǒng)的空間分辨率，其大小和特性由系統(tǒng)構(gòu)型、雷達(dá)信號(hào)參數(shù)和工作模式等決定。對(duì)于傳統(tǒng)單基SAR，距離向指與雷達(dá)視線一致的方向，方位向指接收雷達(dá)平臺(tái)沿航跡形成合成孔徑的方向[8]。

雙基SAR系統(tǒng)包含兩個(gè)平臺(tái)的位置信息，運(yùn)動(dòng)方向和兩個(gè)雷達(dá)視線方向，上述定義方式不再適用，因此需要尋求SAR方位向和距離向定義的本質(zhì)。無論單基還是雙基，SAR的距離向分辨能力是利用系統(tǒng)對(duì)不同點(diǎn)目標(biāo)的時(shí)間延遲的差異來表征區(qū)分目標(biāo)的分辨能力，距離向分辨率可以被定義為單位分辨單元對(duì)應(yīng)的時(shí)延變化，即[6]

(1)

式中：rg為以長度表示的距離向的坐標(biāo)；τ表示快時(shí)間。另一方面，從本質(zhì)上SAR的方位向分辨率，是利用不同點(diǎn)目標(biāo)的多普勒頻率差異來表征區(qū)分沿平臺(tái)航跡方向上相距很近兩點(diǎn)的分辨能力。因此，方位向分辨率可以被定義為單位多普勒分辨單元對(duì)應(yīng)的多普勒頻率變化，即[6]

(2)

式中：ra為以長度表示的方位向坐標(biāo)；fD為多普勒頻率。

梯度法基于SAR系統(tǒng)是一種相干線性調(diào)頻雷達(dá)的思想，因此可以測算出時(shí)延變化和多普勒頻率變化的差異，而系統(tǒng)的成像性能就取決于將不同地面檢測區(qū)域轉(zhuǎn)化為這種變化差異的能力。因此，SAR的方位向和距離向可以被定義為多普勒頻率和時(shí)間延遲變化最大的方向，單基SAR二維分辨率的定義是式(1)和式(2)的一種簡單形式，則SAR系統(tǒng)二維分辨率的計(jì)算等價(jià)于對(duì)多普勒頻率和時(shí)間延遲最大變化率及其所在方向的求解。

GEO星/機(jī)雙基地SAR 在地面場景坐標(biāo)系下的幾何結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 GEO星/機(jī)雙基地SAR 在地面場景坐標(biāo)系下的幾何結(jié)構(gòu)

假設(shè)地球表面是平坦的，并且在整個(gè)成像時(shí)間內(nèi)雷達(dá)發(fā)射機(jī)速度VTx與雷達(dá)接收機(jī)速度VRx為常量。圖中，RTx與RRx分別表示發(fā)射機(jī)與接收機(jī)相對(duì)點(diǎn)目標(biāo)的相對(duì)位置向量，iTx與iRx分別為沿RTx與RRx方向的單位向量，PTx與PRx分別是發(fā)射平臺(tái)與接收平臺(tái)的位置向量，r為點(diǎn)目標(biāo)的位置向量，Φ為雙基地角的地面投影角(此后簡稱為雙基角)，ΘTx與ΘRx分別表示位置向量PTx和位置向量PRx同Z軸的夾角。

根據(jù)圖中所示的幾何結(jié)構(gòu)，可以得到GEO星/機(jī)雙基地SAR回波信號(hào)的時(shí)間延遲為

(3)

式中：τ表示距離向時(shí)間；c表示光速。則回波信號(hào)的時(shí)延等值線可以表示成

t(τ,r)=const。

(4)

由式(3)可以計(jì)算出時(shí)延t的梯度為

(5)

根據(jù)梯度的定義，梯度表示由于r的變化而導(dǎo)致的時(shí)間τ變化的度量:

(6)

式中：dr為r的微分；t的梯度表示時(shí)延最大變化的方向，也是距離分辨率變化的最小方向?？梢钥闯?，時(shí)延梯度的方向是沿著收發(fā)機(jī)平分向量，也即最佳距離分辨率的方向。因此，當(dāng)系統(tǒng)帶寬為B時(shí)，可以計(jì)算出系統(tǒng)的距離分辨率大小為

(7)

(8)

(9)

(10)

根據(jù)圖2中所示的雙基地幾何結(jié)構(gòu)，點(diǎn)目標(biāo)的雙基地距離歷程可以表示為

RTx(ta,r)+RRx(ta,r)=(PTx(ta=0)-r)+VTxta+

(PRx(ta=0)-r)+VRxta，

(11)

則回波的相位歷程為

(12)

式中：λ表示雷達(dá)信號(hào)的波長。點(diǎn)目標(biāo)的多普勒頻率歷程可以通過對(duì)相位歷程fD(ta,r)進(jìn)行求導(dǎo)得到：

(13)

由于靜止目標(biāo)的位置向量r在整個(gè)成像時(shí)間內(nèi)為一常量，因此，其相位梯度為

(14)

則其多普勒頻率的梯度為

(15)

(16)

式中：T為合成孔徑時(shí)間。

由于雙基SAR成像的基礎(chǔ)就是通過對(duì)時(shí)延和多普勒的測量產(chǎn)生圖像像素實(shí)現(xiàn)二維分辨，由公式(8)和(16)中的二維分辨矢量可以定義星/機(jī)雙基SAR的分辨單元。星/機(jī)雙基SAR的二維分辨單元為平行四邊形，其二維高度分別為drg與dra，其夾角由二維分辨矢量的指向決定并且可以表示為

Ω=arccos(itg·ifg)。

(17)

二維分辨單元的面積為

(18)

由公式(18)可知，星/機(jī)雙基SAR 的二維分辨單元的大小不僅與其二維分辨矢量的絕對(duì)大小(即二維分辨率)有關(guān)，還與兩者之間的夾角有關(guān)。當(dāng)兩者相互正交(Ω=90°)時(shí)，在相同的二維分辨率下能夠?qū)崿F(xiàn)最優(yōu)二維分辨；與當(dāng)兩者的指向互相平行(Ω=0°或Ω=180°)時(shí)，星/機(jī)雙基 SAR 的等距線和方位向等多普勒線相互平行，此時(shí)的星/機(jī)雙基SAR 不具備二維分辨能力。當(dāng)Ω角度接近0°和180°時(shí)，二維分辨能力較差。

3 二維分辨能力與構(gòu)型的關(guān)系

3.1 距離分辨率

根據(jù)公式(18)可知，GEO星/機(jī)雙基前視SAR的距離分辨率只與收、發(fā)機(jī)入射角和雙基角有關(guān)。由于入射角的取值范圍均是[0°,90°]，由公式(9)可知，當(dāng)cosΦ=1(雙基角為0°)時(shí)取得最佳距離分辨率，此時(shí)對(duì)應(yīng)雙基同側(cè)觀測模型；當(dāng)cosΦ=0(雙基角為180°)時(shí)取得最差距離分辨率，此時(shí)對(duì)應(yīng)雙基對(duì)側(cè)觀測模型，即

可見，雙基角為180°，收發(fā)機(jī)入射角相同時(shí)，收發(fā)雙基角的平分線垂直于地面，即回波時(shí)延的梯度方向垂直于地面，在地面投影分量為零，理論上此時(shí)GEO星/機(jī)雙基SAR沒有地距分辨能力。

圖3給出了發(fā)射信號(hào)帶寬250 MHz，發(fā)射入射角為45°，不同的接收機(jī)入射角下GEO星/機(jī)雙基前視SAR隨雙基角的變化關(guān)系，可以看出接收入射角和發(fā)射入射角差異越大，距離分辨率的最大值的情況就越差。圖中黑色直線表示GEO單基SAR的距離分辨率。需要注意的是，無論是雙基構(gòu)型中接收機(jī)前視或側(cè)視，距離分辨率特性分析和變化是一樣的。

圖3 GEO星/機(jī)雙基前視SAR距離分辨率隨雙基角變化情況

3.2 方位向分辨率

通過公式(13)和(14)可以看出，方位分辨率不僅與收發(fā)機(jī)的位置有關(guān)，還與收發(fā)機(jī)的速度矢量及收發(fā)斜距有關(guān)。假設(shè)理想條件下，發(fā)射機(jī)位于GEO衛(wèi)星上，軌道高度約為35 800 km，入射角為45°，接收機(jī)高度2 km，接收入射角為55°情況下，星/機(jī)雙基SAR的方位向多普勒分辨率隨雙基角Φ和雙基速度夾角Ψ的變化情況如圖4所示。

(a)多普勒分辨率隨Φ和Ψ的變化關(guān)系

如圖4(a)所示，方位向多普勒分辨率可以看作Φ和Ψ的函數(shù)，并隨之變化。但即使在最差的情況即Ψ?180°，此時(shí)GEO衛(wèi)星發(fā)射機(jī)和機(jī)載接收機(jī)的運(yùn)動(dòng)速度方向矢量相反，且Φ?90°或Φ?270°時(shí)多普勒分辨率仍然小于1.4。這顯然得益于高軌衛(wèi)星的廣域照射及較低的波束移動(dòng)速度，同時(shí)GEO衛(wèi)星作為發(fā)射機(jī)時(shí)在雙基構(gòu)型下對(duì)多普勒的貢獻(xiàn)率較低。

圖4(b)給出了當(dāng)速度夾角Ψ=65°時(shí)，多普勒分辨率隨雙基角Φ和入射角的變化情況?？梢钥闯鐾浑p基角下，隨入射角增加多普勒分辨率變差，符合單機(jī)前視多普勒分辨率的變化規(guī)律。同一入射角下，多普勒分辨率隨雙基角的變化很小。

綜上，根據(jù)上述仿真參數(shù)，圖5給出了在對(duì)應(yīng)構(gòu)型下，GEO星/機(jī)雙基前視SAR隨雙基角Φ和入射角ΘRx變化，距離分辨率和方位向多普勒分辨率的分布等高線分布情況。紅色等高線為距離分辨率，藍(lán)色等高線為方位分辨率，距離分辨率在雙基角為180°附近最差。

圖5 GEO星/機(jī)前視SAR系統(tǒng)的二維分辨率等高線分布(發(fā)射機(jī)入射角為45°)

3.3 二維分辨率夾角

GEO星/機(jī)雙基前視SAR系統(tǒng)中，工作在前視模式下的機(jī)載SAR作為接收機(jī)，即速度矢量方向與位置矢量方向在地面投影相反，很大程度上影響了二維分辨夾角的變化情況。圖6給出了GEO星/機(jī)雙基前視SAR二維分辨率夾角Ω隨雙基角Φ、速度矢量夾角Ψ和入射角ΘRx的變化情況。

(a)二維分辨率夾角隨Φ和Ψ的變化關(guān)系

不同于雙基側(cè)視SAR系統(tǒng)，GEO星/機(jī)雙基前視SAR的二維分辨率夾角Ω特性隨雙基角Φ的影響顯著，如圖6所示其變化范圍較大，且在前視構(gòu)型下有明顯的產(chǎn)生模糊的構(gòu)型(如Ω接近0°或180°)。速度矢量夾角Ψ對(duì)二維分辨率夾角Ω在雙基前視構(gòu)型下沒有影響，這同一般的雙基側(cè)視構(gòu)型有很大的差別。這本質(zhì)上是由產(chǎn)生模糊的前視SAR構(gòu)型引起的，而作為單機(jī)的前視SAR會(huì)在左右產(chǎn)生模糊區(qū)域，而作為前視接收機(jī)置于雙基構(gòu)型中，當(dāng)構(gòu)型中的發(fā)射機(jī)可以實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)等距線和等多普勒線時(shí)得以消除模糊。

圖6(b)給出了在雙基角為70°情況下，二維分辨率夾角隨入射角ΘRx和速度夾角Ψ變化，與圖6(a)特性對(duì)應(yīng)一致，Ω大概在115°上下，同一入射角下不同速度夾角對(duì)二維分辨率夾角影響不大，但不同入射角下二維分辨率的夾角有明顯的變化，在一些可成像區(qū)域的邊緣需要注意接收機(jī)入射角的設(shè)計(jì)。

3.4 構(gòu)型設(shè)計(jì)關(guān)系

通常在GEO星/機(jī)雙基前視SAR系統(tǒng)中，系統(tǒng)觀測的場景以及發(fā)射機(jī)的位置、速度矢量都是已知的，接收機(jī)的速度矢量與位置矢量的投影相反實(shí)現(xiàn)前視。構(gòu)型設(shè)計(jì)就是對(duì)雙基角Φ和速度夾角Ψ以及接收機(jī)入射角ΘRx的設(shè)計(jì)。為了保證系統(tǒng)具備二維分辨能力，距離分辨率方向應(yīng)與方位向分辨率方向盡可能正交，即30°≤Ω≤150°。作為前視成像，二維成像單元的面積A應(yīng)小于4 m2。

為了方便，這里假設(shè)接收機(jī)位于X軸正向，且前視速度方向指向X軸負(fù)方向，以原點(diǎn)為參考點(diǎn)。在上述條件下，圖7給出了GEO衛(wèi)星在星/機(jī)雙基SAR系統(tǒng)中位置矢量和速度矢量適合成像的示意圖。

圖7 GEO星/機(jī)雙基前視SAR可成像構(gòu)型的發(fā)射機(jī)位置矢量和速度矢量

需要注意的是，當(dāng)GEO衛(wèi)星采用0偏心率、低軌道傾角時(shí)，由于此時(shí)GEO衛(wèi)星的對(duì)地速度及波束速度過小，近似于固定照射，此時(shí)多普勒分辨率全部由機(jī)載接收機(jī)貢獻(xiàn)，雙基構(gòu)型設(shè)計(jì)無法實(shí)現(xiàn)距離和方位多普勒的二維分辨。

4 分析驗(yàn)證

為了驗(yàn)證GEO星/機(jī)雙基前視SAR二維分辨能力的分析方法有效性，選取軌道離心率為0.005，軌道傾角57°，升交點(diǎn)赤經(jīng)106°，近地點(diǎn)幅角90°的GEO衛(wèi)星為發(fā)射機(jī)，其星下點(diǎn)軌跡為“8”字形，下視角為3°，分別計(jì)算出衛(wèi)星在不同時(shí)刻下的位置矢量、速度矢量，以方位向零時(shí)刻對(duì)應(yīng)的波束中心點(diǎn)為原點(diǎn)建立東北天坐標(biāo)系(ENU)，計(jì)算GEO星/機(jī)雙基前視SAR系統(tǒng)的距離分辨率和方位向分辨率大小，并成像驗(yàn)證。

假設(shè)接收機(jī)高度2 km，位于ENU坐標(biāo)系X軸的負(fù)半軸(西方向)，向原點(diǎn)方向(自西向東)平飛速度恒定，入射角為55°。假設(shè)GEO衛(wèi)星軌道高度3.57×104km，利用上述分析方法得到該構(gòu)型下GEO衛(wèi)星處于不同位置矢量和速度矢量的情況下，星/機(jī)雙基前視SAR的距離分辨率和方位向多普勒分辨率的分布等高線分布情況如圖8所示，紅色等高線為距離分辨率，藍(lán)色等高線為方位分辨率，距離分辨率在雙基角為180°附近最差。

圖8 GEO衛(wèi)星在近地點(diǎn)雙基前視SAR的二維分辨率分布(接收機(jī)位于參考點(diǎn)正東)

以GEO衛(wèi)星處于近地點(diǎn)為例進(jìn)行分析，此時(shí)GEO衛(wèi)星波束的星下點(diǎn)經(jīng)度為106°，緯度為74.2°。以該點(diǎn)為原點(diǎn)建立本地坐標(biāo)系(ENU坐標(biāo)系)，計(jì)算得到該時(shí)刻對(duì)應(yīng)的GEO衛(wèi)星位置[0,-12 407,33 718]km和速度矢量[1 423.9,0.1,0]m/s，入射角可計(jì)算得到20.2°。

利用NLCS(Nolinear Chirp Scaling)算法進(jìn)行成像驗(yàn)證[9]。圖9給出了該構(gòu)型下的成像結(jié)果，其中，圖9(a)表示點(diǎn)目標(biāo)的距離向切片，圖9(b)表示點(diǎn)目標(biāo)的方位向切片，圖9(c)表示點(diǎn)目標(biāo)利用NLCS成像算法得到的成像結(jié)果等高線圖，圖9(d)表示原始的回波信號(hào)。

(a)點(diǎn)目標(biāo)的距離向切片

該構(gòu)型下通過NLCS算法對(duì)原點(diǎn)進(jìn)行成像，進(jìn)一步計(jì)算得到距離向分辨率約為3.281 m，方位向分辨率約為1.021 m，根據(jù)回波原始信號(hào)計(jì)算出分辨率夾角為79.1°。此時(shí)雙基角Φ為90°，速度夾角Ψ為0°，接收入射角ΘRx為55°，根據(jù)圖8可以看出，對(duì)應(yīng)構(gòu)型下的理論分析的計(jì)算值分別為距離分辨率3.43 m，方位分辨率1.05 m，分辨率夾角77°；距離向峰值旁瓣比(Peak Sidelobe Ratio,PSLR)為-12.30 dB，積分旁瓣比(Integral Sidelobe Ratio,ISLR)為-10.35 dB；方位向PSLR為-13.04 dB，ISLR為-10.86 dB。成像計(jì)算結(jié)果與理論分析得到的分辨率仿真結(jié)果基本一致。

當(dāng)GEO衛(wèi)星在近地點(diǎn)，僅改變接收機(jī)位置位于任意方向，當(dāng)與X軸正方向夾角160°時(shí)，入射角等其他條件不變，前視成像。通過NLCS成像算法成像，得到距離向分辨率為4.173 m，方位向分辨率為1.122 m，分辨率夾角為46.2°，與圖8該構(gòu)型理論分析得到的仿真結(jié)果基本一致。

進(jìn)一步對(duì)GEO衛(wèi)星位于赤道附近和遠(yuǎn)地點(diǎn)附近分別進(jìn)行了成像和分辨率分析仿真，此時(shí)接收機(jī)位于GEO衛(wèi)星波束中心點(diǎn)正東，自西向東向前視移動(dòng)。當(dāng)GEO衛(wèi)星位于赤道附近的時(shí)候，以方位零時(shí)刻的波束中心點(diǎn)為原點(diǎn)建立ENU坐標(biāo)系，發(fā)射機(jī)的位置矢量為[-11 109,5 729,33 892]km，速度矢量為[-1 349,-2 605.6,0]m/s。接收機(jī)此時(shí)位于X軸正半軸，向負(fù)向恒定速度飛行。根據(jù)上述分辨率分析方法，該構(gòu)型下的理論分析距離向分辨率為3.92 m，方位向分辨率為1.26 m，二維分辨率夾角為125°；距離向PSLR為-12.63 dB，ISLR為-10.15 dB；方位向PSLR為-13.22 dB，ISLR為-10.96 dB。通過NLCS進(jìn)行成像仿真結(jié)果如圖10所示，通過成像算法仿真得到的距離向分辨率為3.46 m，方位向分辨率為1.33 m，二維分辨率夾角為130.6°，與該構(gòu)型理論分析計(jì)算的結(jié)果基本相符。

(a)點(diǎn)目標(biāo)的距離向切片

當(dāng)GEO衛(wèi)星位于遠(yuǎn)地點(diǎn)附近的時(shí)候，以方位零時(shí)刻的波束中心點(diǎn)為原點(diǎn)建立ENU坐標(biāo)系，發(fā)射機(jī)的位置矢量為[0,-12 655,34 072]km，速度矢量為[1 376.4,-0.1,0]m/s。接收機(jī)此時(shí)位于X軸正半軸，向負(fù)向恒定速度飛行。根據(jù)上述分辨率分析方法，該構(gòu)型下的理論分析距離向分辨率為3.36 m，方位向分辨率為1.041 m，二維分辨率夾角為80.6°。通過NLCS進(jìn)行成像仿真，結(jié)果如圖11所示。

(a)點(diǎn)目標(biāo)的距離向切片

通過成像算法仿真得到的距離向分辨率為3.516 m，方位向分辨率為1.05 m，二維分辨率夾角為83.2°；距離向PSLR為-12.63 dB，ISLR為-10.15 dB；方位向PSLR為-13.09 dB，ISLR為-10.96 dB,與該構(gòu)型理論分析計(jì)算的結(jié)果基本相符。

綜上所述，利用梯度法對(duì)GEO星/機(jī)雙基前視SAR系統(tǒng)的分辨率分析方法準(zhǔn)確性和可靠性較高。

5 結(jié) 論

本文利用梯度法來解析計(jì)算得到GEO星/機(jī)前視SAR系統(tǒng)的二維分辨率情況?？紤]高軌SAR作為發(fā)射機(jī)，結(jié)合了高軌衛(wèi)星的軌道特點(diǎn)，分析了發(fā)射機(jī)在不同軌道位置處與對(duì)應(yīng)機(jī)載前視接收機(jī)組成不同幾何構(gòu)型下SAR系統(tǒng)的成像能力。通過利用回波時(shí)延梯度和多普勒頻率梯度的計(jì)算，可以較準(zhǔn)確地計(jì)算出二維分辨率大小，對(duì)GEO星/機(jī)前視SAR的分辨率分析和構(gòu)型設(shè)計(jì)具有一定的指導(dǎo)意義。