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SAR-GMTI在军民用领域均有广泛的应用,是SAR技术研究的前沿和热点。本文主要研究地面运动目标雷达成像方法,包括信号模型、处理算法和效果分析评估。论文创新性工作包括以下几个方面: 1、研究了压缩感知在步进频率信号中的应用。我们提出稀疏步进频率混沌信号及基于压缩感知的子孔径脉冲压缩算法。与常规步进频率信号相比,稀疏步进频率混沌信号发射时使用更少的子脉冲,接收时使用更低速的A/D,降低了雷达系统的复杂度。仿真和实际地面运动目标成像实验结果表明稀疏步进频率混沌信号及基于压缩感知的子孔径算法能够对高分辨率距离像进行良好重建。 2、研究了任意速度的运动目标在SAR成像中方位向位置的偏移问题。通常情况下,偏移量与目标距离向速度在斜距平面内投影成正比,这样在估计速度后可对它重新定位。但是,若目标发生Doppler模糊,此正比关系不再成立。Doppler模糊发生后,运动目标的频谱可能处于一个PRF区间或相邻的两个PRF区间内。我们分别对这两种情况下运动目标方位向成像位置的偏移量进行了理论分析。仿真结果表明,根据本文的分析对任意运动目标在估计速度后都可正确定位。 3、研究了机载SAR运动目标参数估计和成像算法。Keystone变换(KT)和二阶Keystone变换(SOKT)可以在未知目标运动参数的情况下通过变量代换对其进行距离徙动校正。但是,若目标出现Doppler模糊,直接使用KT/SOKT将失效。我们推导了Doppler模糊对于运动目标回波信号相位的影响,提出了适用于Doppler模糊情况下基于KT/SOKT和时频分析技术的距离徙动校正和参数估计算法。仿真和机载飞行实验数据处理结果表明这些算法能够对运动目标进行精确的参数估计和良好的聚焦成像。 4、研究了基于压缩感知的SAR地面运动目标成像。现有的Dechirp-Keystone算法可以通过Keystone变换、方位向去斜和Fourier变换/逆变换等操作将运动目标聚焦到距离-Doppler域。我们把Dechirp-Keystone算法的处理过程表示成一个正交基,提出一种基于压缩感知的Dechirp-Keystone算法,通过求解正则化问题实现对方位向降采样后数据的运动目标像重建。仿真和机载飞行实验数据处理结果验证了此算法的有效性。