Вопросы первичной обработки данных радиолокационного космического зондирования Земли

В современных космических системах радиолокационного наблюдения Земли для получения радиолокационных изображений (РЛИЗ) высокого пространственного разрешения применяются радиолокаторы с синтезом апертуры антенны (РСА).
В процессе съемки РСА формирует радиоголограмму, в строках которой содержатся принятые эхо зондирующих импульсов, отраженных от различных точек земной поверхности. Благодаря узкой диаграмме направленности антенны радиолокатора, каждая последующая строка радиоголограммы содержит эхо каждого последующего зондирующего импульса. Синтез РЛИЗ из полученной радиоголограммы производится в процессе первичной обработки и называется фокусировкой.
Поскольку в процессе съемки радиолокатор и точки земной поверхности движутся относительно друг друга, возникает эффект Доплера, позволяющий в процессе фокусировки сжать отклики на точечные цели в азимутальном направлении путем согласованной фильтрации, добившись высокого пространственного разрешения полученного РЛИЗ.
Помимо эффекта Доплера, по тем же причинам возникает миграция дальности, усложняющая первичную обработку. Устранение миграции дальности может производиться различными способами: путем сдвига и передискретизации сигнала по строкам радиоголограммы, переведенной в частотную область по азимуту и во временную по дальности, путем линейного частотного масштабирования с последующим умножением сигнала радиоголограммы на фазовый множитель в двумерной частотной области или с помощью преобразования Столта. Первый способ наиболее универсален для космических РСА, но отличается высокой трудоемкостью. Второй способ требует меньше вычислительных затрат, но обеспечивает меньшую точность при скошенном обзоре. Третий способ ориентирован на авиационные РСА.
Параметры согласованного фильтра для сжатия по азимуту и параметры миграции дальности определяются исходя из параметров движения и угловой ориентации РСА, полученных из орбитальных данных. Если орбитальные данные не обладают достаточной точностью, то сжатие по азимуту и устранение миграции дальности производятся не полностью, приводя к ухудшению пространственного разрешения синтезируемых РЛИЗ как по азимуту, так и по дальности.
В связи с этим, для достижения максимально возможного пространственного разрешения синтезируемых РЛИЗ производится уточнение орбитальных данных путем анализа радиоголограммы, называемое автофокусировкой.
В докладе представлены алгоритмы фокусировки и автофокусировки, а также приведены примеры результатов первичной обработки реальных и модельных радиоголограмм.