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合成孔径激光雷达(Synthetic Aperture Ladar,简称SAL)是合成孔径技术在光波波段的应用,它和合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,简称SAR)具有非常好的优势互补特性。对大范围区域的对地观测,我们可以采用SAR技术进行整体普查,对于我们感兴趣的目标或可疑的目标,可以采用SAL技术进行更高分辨率的观测。并且,远距离测量上,采用SAL技术可以实现比SAR的分辨率提高至少一个数量级。作为目前高分辨率对地观测技术的必要补充手段,SAL成像技术已经成为雷达成像领域的一个崭新研究课题,受到国内外广泛的关注。当前国内外对于SAL技术的研究大都是基于单发单收SAL体制的。由于单发单收的SAL系统中方位向高分辨率和距离向宽测绘带互相制约,不能满足SAL应用对距离向测绘带宽的要求,因此对大测绘带SAL技术的研究是当前SAL研究领域中亟需解决的问题。然而,在单发单收SAL系统中,无论从参数设计角度还是从信号处理角度都无法提高SAL系统的测绘带宽。所以,对大测绘带SAL技术的研究首先要从SAL工作体制上着手,突破单发单收SAL体制中方位向高分辨率与距离向宽测绘带的限制。本文设计了方位向多发多收SAL体制,并基于该体制提出了多发多收SAL成像算法。方位向多发多收SAL体制工作在低PRF模式,优先保证获得距离向大测绘带,在方位向采用了多通道技术,利用虚拟孔径和真实孔径结合解决方位向的多普勒模糊问题,通过直接频谱拼接方法、自适应波束形成技术将多通道数据合成大带宽无模糊数据,实现高分辨率宽测绘带成像。本文主要涉及内容如下:首先介绍了SAL成像原理,简述了SAL系统的基本工作原理、数据录取、信号模型、回波数据处理和成像算法。然后,分析单发单收SAL距离向宽测绘带和方位向高分辨率之间的矛盾,详细阐述了多发多收SAL的工作体制,同时给出了该工作体制下的回波信号模型。并且,针对低脉冲重复频率条件下的多普勒模糊问题,提出了直接频谱拼接多发多收解多普勒模糊SAL成像算法和自适应波束形成技术解多普勒模糊SAL成像算法,完成频带合成与高分辨率宽测绘带成像。最后,通过三发三收SAL体制的仿真验证多发多收SAL工作体制的可行性。本论文的主要贡献和创新是:(1)分析了单发单收SAL体制距离向宽测绘带与方位向高分辨率的矛盾,设计了方位向多发多收SAL体制。(2)提出了基于多发多收SAL体制的直接频谱拼接多发多收解多普勒模糊SAL成像算法。(3)提出了基于多发多收SAL体制的自适应波束形成解多普勒模糊SAL成像算法。