地球同步轨道合成孔径雷达信号处理与仿真

　　通过本书使读者了解GEO SAR在系统建模、信号仿真、成像处理与误差补偿方面的特殊性，为推动我国在GEO SAR领域的发展尽绵薄之力。本书在内容结构上共分为八章。第1章绪论部分首先介绍了GEOSAR系统的概念、特点、典型系统、典型应用等，在此基础上讨论了GEO SAR系统的发展历史， 外的研究现状与典型的GEO SAR系统。第2章GEO SAR几何与信号建模，在经典LEO SAR模型的基础上，考虑GEO SAR长合成孔径引入的轨道弯曲、宽测绘带引入的地面场景弯曲以及地球自转带来的影响，建立了高精度的成像几何模型与信号模型；在此基础上，对比LEO SAR，对典型参数的求解方式进行改进，使结果 为准确；并引入了高阶信号模型，推导了回波信号的时、频域表达式，为后期的仿真与信号处理奠定基础。第3章基于ReBP算法的GEO SAR高精度快速回波仿真，介绍了经典SAR系统回波仿真的主要方法，提出了一种可适用于扩展目标的逆后向投影（reversebackprojection，ReBP）的高精度快速回波仿真方法，并考虑了几何空变误差、对流层传播误差、成像多模式情况下的回波仿真问题， 通过实验验证了所提方法的准确性。第4章GEO SAR二维空变数据的建模与成像处理，介绍了经典SAR系统成像处理的主要方法，讨论了GEO SAR频域成像处理算法与时域成像处理算法， 利用仿真的点阵目标与扩展目标回波数据，验证了算法的正确性。第5章GEOSAR对流层延迟效应建模与影响分析，将对流层延迟划分为确定性的背景分量和随机性的扰动分量，然后根据其与气象参数的相关性以及时变、空变特性，分别展开建模；在此基础上，通过蒙特卡洛仿真实验和ReBP 回波仿真，分析了对流层延迟确定分量和随机分量对GEO SAR方位脉冲响应、成像结果的影响，实验结果验证了对流层模型及理论分析的准确性。第6章GEO SAR背景对流层影响补偿处理，在GEO SAR几何框架下，将背景对流层延迟误差划分为常量误差、空变误差与时变误差进行分析；考虑到背景对流层的缓变特性，提出了通过改进频域成像处理方法进行误差补偿的思路，通过点阵目标实验验证了所提方法的有效性。第7章GEO SAR扰动对流层影响补偿处理，考虑到扰动对流层误差的随机性与二维空变特性，提出了通过自聚焦的方法对误差进行估计与补偿的思路；分析了典型的自聚焦方法的特点，选取了鲁棒性 好的图像偏移方法（mapdrift algorithm，MDA），提出了可实现二维空变随机误差估计与补偿的block-MDA方法；通过对扩展目标的仿真数据处理，验证了所提方法的有效性。第8章结束语部分对全书内容进行总结，并对未来GEO SAR技术的发展进行了展望。

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第1章 绪论
1.1 GEO SAR系统概述
1.2 GEO SAR发展状况
1.2.1 国外发展过程
1.2.2 发展过程
第2章 GEO SAR几何与信号建模
2.1 GEO SAR几何关系
2.1.1 卫星轨道模型
2.1.2 斜距模型
2.2 GEO SAR系统典型参数
2.2.1 速度参数
2.2.2 合成孔径参数
2.2.3 角度参数
2.2.4 方位向参数
2.2.5 分辨率参数
2.3 基于高阶泰勒展开的SAR信号模型
2.4 本章小结
第3章 基于ReBP算法的GEO SAR高精度快速回波仿真
3.1 回波仿真综述
3.2 ReBP算法
3.2.1 算法描述
3.2.2 频谱特性
3.2.3 “停-走-停”假设误差补偿
3.2.4 算法效率
3.3 空变误差来源分析
3.3.1 SAR几何引入的方位空变
3.3.2 对流层延迟影响
3.3.3 获取模式
3.4 仿真实验
3.4.1 杂波仿真
3.4.2 Sentinel-1数据仿真
3.5 本章小结
第4章 GEO SAR二维空变数据的建模与成像处理
4.1 SAR成像理论简述
4.2 GEO SAR频域成像处理
4.2.1 GEO SAR二维空变建模
4.2.2 空变误差分析
4.2.3 成像处理与空变误差补偿
4.2.4 仿真结果
4.3 GEO SAR时域成像处理
4.3.1 BP算法处理流程
4.3.2 算法优化
4.4 本章小结
第5章 GEO SAR对流层延迟效应建模与影响分析
5.1 GEO SAR对流层模型概述
5.2 GEO SAR对流层延迟建模
5.2.1 确定性对流层延迟
5.2.2 随机性对流层延迟
5.3 GEO SAR对流层影响分析
5.3.1 背景对流层影响分析
5.3.2 随机对流层影响分析
5.3.3 对流层影响下的GEO SAR回波数据仿真
5.4 本章小结
第6章 GEO SAR背景对流层影响补偿处理
6.1 GEO SAR背景对流层影响误差分析
6.1.1 常量误差
6.1.2 空变误差
6.1.3 时变误差
6.2 GEO SAR背景对流层影响误差补偿
6.2.1 信号建模
6.2.2 一致相位补偿
6.2.3 距离向空变补偿
6.2.4 方位向及交叉耦合空变补偿
6.3 实验仿真与结果分析
6.4 本章小结
第7章 GEO SAR扰动对流层影响补偿处理
7.1 GEO SAR成像中扰动对流层延迟的估计机理
7.2 MDA算法介绍
7.2.1 经典MDA处理方法及流程
7.2.2 基于子带划分的改进MDA算法
7.3 基于block-MDA对流层延迟扰动分量估计与补偿
7.3.1 扰动对流层延迟相位估计
7.3.2 扰动对流层延迟相位补偿
7.3.3 参数选择与误差控制
7.4 实验仿真与结果分析
7.4.1 LEOSAR点阵目标
7.4.2 GEO SAR实际图像数据
7.5 本章小结
第8章 结束语
8.1 总结
8.2 展望
参考文献