1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1目的及意义

自提出合成孔径雷达(syntheticapertureradar,sar)系统的概念至今六十余年的时间里，合成孔径雷达技术实现了飞跃式的发展。作为一种主动式微波遥感设备，它能够不受光照和天气条件的限制实现全天时全天候的对地观测，还可以透过地表和植被获取地表下信息。这些特点使得它在农业、林业、地质、环境、水文、海洋、灾害、测绘与军事等领域有其独特的优势和不可替代的重要作用。进入21世纪以来，随着星载sar系统及相关技术的逐渐成熟，世界各国科研人员把研究方向转向了对轨道高度更高的地球同步轨道(geosynchronous earth orbit,geo)sar系统的研究。地球同步轨道合成孔径雷达的概念是kiyo tomiyasu在1978年提出,1983年又进行了一定程度的讨论。但是限于当时各项技术水平与应用需求，这相关方面的工作一直被搁浅，对geo sar的研究也鲜有人问津。近年来，随着电子电磁学的发展以及不同学科的交叉与融合，信号与信息处理以及图像处理技术的进一步发展,“geo sar”不再是一个遥不可及的目标，正逐渐被越来越多的人们所关注，成为星载sar领域热门研究的课题之一。传统低轨sar卫星，由于低轨道高度的局限，使得其在可视能力与重访周期等方面的观测性能受到影响和限制，这无论对于瞬息万变的战场，还是突如其来的自然灾害，都是极其不利的。与低轨相比，地球同步轨道高度可达36500 km,重访周期大约为24小时，这就使得geo sar卫星具备了得天独厚的优势，特别是在重复性对地实时观测以及应对突发事件的能力等方面的潜能，确实是低轨sar所不能企及的。

虽然geo sar在观测范围与重访周期上具备巨大的优势,但是这种大轨道高度的几何配置也给系统的信号处理带许多来新的问题。主要表现在:大的轨道高度使雷达信号延时变长,合成孔径时间增大，进而导致传统sar信号处理中的“stop-and-go”假设与传统的直线轨迹模型严重失效。并且由于受到地球自转的影响卫星轨迹偏航的问题也不能忽略。这样,现有的低轨sar的研究成果将难以直接用于geo sar的成像处理。因此，本课题研究geosar的系统设计研究并引入mimo sar系统对其进行进一步的优化，具有重大的现实与科学意义。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

本次研究的课题是分布式mimogeo sar系统设计研究。结合合成孔径雷达基本原理和stk卫星仿真软件的学习，通过对geosar的系统设计以及引入mimo sar系统后对mimogeo sar的系统设计，对天线方向图和模糊度的计算，给出系统参数的结果以及特性分析，从而对mimo sar引入后的系统的优化的分析比较以及探究geo sar与传统sar以及低轨sar的异同点，加深对sar基本原理、模糊度以及geo sar特性的理解，并通过stk和matlab仿真，在软件学习和编程过程中获得大量的实践经验。

2.2技术方案

3. 研究计划与安排

（1）2.26-3.18（第1-5周）：完成毕业设计的选题调研，文献阅读，查阅相关资料，理解研究内容，完成开题报告。

（2）3.19-4.08（第6-10周）：完成合成孔径雷达信号建模，合成孔径雷达距离多普勒算法(rd)仿真，stk软件学习与仿真。

（3）4.09-5.06（第11-14周）：完成geo sar单星系统参数设计（倾角16deg、50deg）、mimo geo sar系统参数设计、geosar模糊度分析。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] h.wongl g c f. 合成孔径雷达成像: 算法与实现 [m]. 电子工业出版社, 2012.

[2] 袁孝康. 星载合成孔径雷达导论 [m]. 国防工业出版社, 2003.

[3] dingz, yin w, zeng t, et al. radar parameter design for geosynchronous sar insquint mode and elliptical orbit [j]. ieee journal of selected topics inapplied earth observations and remote sensing, 2016, 9(6): 2720-32.