Im Vergleich zu herkömmlichen Methoden, die auf Matched Filtering (MF) basieren, könnte die Bildgebung mit Radar mit geringer synthetischer Apertur (SAR) qualitativ hochwertige Bilder von dünn besiedelten Überwachungsregionen aus heruntergesampelten Echodaten erhalten. Die spärliche SAR-Bildgebung steht jedoch immer noch vor mehreren Herausforderungen, insbesondere bei der schnellen Wiederherstellung der großräumigen Szene und der Unterdrückung von Azimut-Mehrdeutigkeiten.
Das empfangene Echo ist im Zeitbereich diskret und endlich und zeigt im Entfernungs-Doppler-Bereich eine unendliche Diskretion, was der periodischen Erweiterung des Frequenzspektrums des Hauptfrequenzbandsignals entspricht. Die Azimutmehrdeutigkeit ist nicht schwerwiegend, wenn die Pulswiederholungsfrequenz (PRF) die Shannon-Nyquist-Abtasttheorie erfüllt. Das spärliche SAR-System zielt jedoch immer darauf ab, durch die Reduzierung der PRF einen breiten Streifen zu erhalten, was zu Azimutmehrdeutigkeiten führen und sogar zu einer fehlgeschlagenen Rekonstruktion führen kann.
Um die oben genannten Probleme zu lösen, in einem Papier veröffentlicht im Tagebuch Wissenschaft China InformationswissenschaftenMit Hilfe der angenäherten Beobachtungstheorie lösen Forscher zunächst die Lq-Norm (0). 2,1/2-Norm-Regularisierungsbasierte, spärliche SAR-Bildgebungsmethode wird vorgeschlagen und auf die eindeutige Wiederherstellung einer großräumigen, spärlichen Szene angewendet.
Da Azimut-Mehrdeutigkeitsterme bei der Modellkonstruktion berücksichtigt werden, zeigt die vorgeschlagene Methode eine bessere Leistung als auf MF- und Lq-Norm-Regularisierung basierende Methoden bei der Unterdrückung von Azimut-Mehrdeutigkeiten. Im Vergleich zur bestehenden, auf L2,1-Norm-Regularisierung basierenden Bildgebungsmethode erweitert es die Fähigkeit zur Unterdrückung von Azimut-Mehrdeutigkeiten und kann ein spärliches Bild mit höherer Qualität erhalten.
Die Hauptbeiträge sind wie folgt.
Die vorgeschlagene Methode wurde anhand simulierter und realer Daten validiert. Bei der Punktzielsimulation setzten die Forscher vier Punktziele von unten nach oben und von links nach rechts, wobei zwei Ziele in Azimutrichtung einen geringeren Abstand von 10 m hatten. Sie führen ein 50 % gleichmäßiges Downsampling für die vollständig abgetasteten Echodaten durch, indem sie die PRF reduzieren, um die Fähigkeit der Methoden zur Unterdrückung von Azimutmehrdeutigkeiten zu überprüfen. Im Realdatenexperiment wurde die vorgeschlagene Methode anhand der realen Radarsat-Daten weiter validiert.
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Hui Bi et al., Eine neuartige, eindeutige Bildgebungsmethode mit spärlichem SAR basierend auf Mixed-Norm-Optimierung, Wissenschaft China Informationswissenschaften (2023). DOI: 10.1007/s11432-022-3814-8