專利名稱：基于圖像數(shù)據(jù)流的合成孔徑雷達(dá)遙測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及合成孔徑雷達(dá)(SAR)監(jiān)控領(lǐng)域，尤其是一種基于圖像數(shù)據(jù)流的SAR遙測(cè)方法。
背景技術(shù)：
合成孔徑雷達(dá)(SAR)是一種對(duì)地面目標(biāo)進(jìn)行成像觀測(cè)的微波遙感手段。具有能夠全天時(shí)全天候工作的優(yōu)點(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用于國(guó)防、自然資源勘探、災(zāi)害監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。在SAR成像過(guò)程中，需將SAR安裝在飛行器平臺(tái)上，隨飛行器平臺(tái)運(yùn)動(dòng)發(fā)射雷達(dá)信號(hào)并同時(shí)獲取觀測(cè)地區(qū)的雷達(dá)回波信號(hào)，再對(duì)雷達(dá)回波信號(hào)進(jìn)行處理形成SAR圖像。SAR安裝在有人飛行器平臺(tái)上時(shí)，SAR的監(jiān)測(cè)信息和控制直接體現(xiàn)在SAR用戶操作界面上，SAR操作員可以在飛行器上通過(guò)SAR用戶操作界面直接對(duì)SAR進(jìn)行操作。SAR安裝在無(wú)人飛行器平臺(tái)上時(shí)，則需再地面對(duì)SAR進(jìn)行操作，SAR的監(jiān)測(cè)信息和控制功能通過(guò)遙測(cè)遙控?cái)?shù)據(jù)鏈路實(shí)現(xiàn)。一般情況下，無(wú)人飛行器平臺(tái)會(huì)為SAR提供遙測(cè)遙控?cái)?shù)據(jù)鏈路接口以實(shí)現(xiàn)上述功能，但一些特殊的無(wú)人飛行器平臺(tái)不會(huì)為SAR提供遙測(cè)數(shù)據(jù)鏈路接口，此時(shí)，需采用特殊的方法實(shí)現(xiàn)SAR遙測(cè)功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于圖像數(shù)據(jù)流的合成孔徑雷達(dá)遙測(cè)方法，在無(wú)人飛行器平臺(tái)不為SAR提供遙測(cè)數(shù)據(jù)鏈路接口的情況下，實(shí)現(xiàn)SAR遙測(cè)功能。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的基于圖像數(shù)據(jù)流的合成孔徑雷達(dá)的主要過(guò)程包括(1)采用將SAR遙測(cè)數(shù)據(jù)嵌入在SAR圖像數(shù)據(jù)流中；(2)該數(shù)據(jù)流經(jīng)飛行器平臺(tái)的數(shù)傳鏈路下傳到地面；(3)在地面從SAR圖像數(shù)據(jù)流中提取出SAR遙測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)SAR的遙測(cè)功能。上述方法中，將SAR遙測(cè)數(shù)據(jù)嵌入在SAR圖像數(shù)據(jù)流中具體包括SAR原始數(shù)據(jù)通過(guò)成像處理形成SAR圖像數(shù)據(jù)，SAR圖像數(shù)據(jù)壓縮形成壓縮SAR圖像數(shù)據(jù)，壓縮SAR圖像數(shù)據(jù)與經(jīng)容錯(cuò)處理后SAR遙測(cè)參數(shù)進(jìn)行混合格式化處理完成數(shù)據(jù)打包，格式化后的數(shù)據(jù)統(tǒng)一加擾處理形成傳輸SAR圖像數(shù)據(jù)流。上述方法中，在地面從SAR圖像數(shù)據(jù)流中提取出SAR遙測(cè)數(shù)據(jù)具體包括地面接收的傳輸SAR圖像數(shù)據(jù)流進(jìn)行解擾處理分離出，格式化的壓縮SAR圖像數(shù)據(jù)與經(jīng)容錯(cuò)處理后SAR遙測(cè)參數(shù)，從容錯(cuò)處理后SAR遙測(cè)參數(shù)提取出所需的SAR遙測(cè)參數(shù)。上述方法中，壓縮SAR圖像數(shù)據(jù)與經(jīng)容錯(cuò)處理后SAR遙測(cè)參數(shù)進(jìn)行混合格式化處理完成數(shù)據(jù)打包，是對(duì)SAR遙測(cè)參數(shù)進(jìn)行容錯(cuò)處理后，再與壓縮SAR圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行混合格式化處理。上述方法中，格式化后的數(shù)據(jù)統(tǒng)一加擾處理形成傳輸SAR圖像數(shù)據(jù)流，是將格式化處理后的數(shù)據(jù)作為是一個(gè)完整的數(shù)據(jù)流，對(duì)該數(shù)據(jù)流進(jìn)行加擾處理。
從上述方法可以看出，利用本發(fā)明能夠在無(wú)人飛行器平臺(tái)不為SAR提供遙測(cè)數(shù)據(jù)鏈路接口的情況下，實(shí)現(xiàn)SAR遙測(cè)功能。


圖1是基于圖像數(shù)據(jù)流的SAR遙測(cè)方法的過(guò)程示意圖；圖2是圖像數(shù)據(jù)幀格式示意圖；圖3是壓縮圖像數(shù)據(jù)幀格式示意圖；圖4是壓縮圖像數(shù)據(jù)與容錯(cuò)SAR遙測(cè)數(shù)據(jù)格式化數(shù)據(jù)幀格式示意圖；圖5是加擾處理后數(shù)據(jù)幀格式示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，圖1是圖像數(shù)據(jù)流的SAR遙測(cè)方法的過(guò)程示意圖。主要過(guò)程如下步驟1 :SAR雷達(dá)形成SAR原始數(shù)據(jù)，由SAR實(shí)時(shí)成像處理器進(jìn)行實(shí)時(shí)成像處理，進(jìn)行兩維匹配濾波處理和補(bǔ)償處理，產(chǎn)生SAR圖像數(shù)據(jù)；步驟2 =SAR圖像數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)量大，經(jīng)圖像壓縮電路進(jìn)行壓縮處理后，產(chǎn)生壓縮SAR圖像數(shù)據(jù)；步驟3 :SAR遙測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)容錯(cuò)處理，實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)編碼，以降低無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸引入的誤碼產(chǎn)生數(shù)據(jù)錯(cuò)誤對(duì)SAR遙測(cè)帶來(lái)的影響。SAR遙測(cè)數(shù)據(jù)的容錯(cuò)編碼方法具體實(shí)施如下(1)最重要遙測(cè)數(shù)據(jù)多位置備份；(2)次重要遙測(cè)數(shù)據(jù)采用糾錯(cuò)編碼；(3) 一般數(shù)據(jù)遙測(cè)數(shù)據(jù)采取奇偶校驗(yàn)編碼。步驟4 通過(guò)格式化電路實(shí)現(xiàn)SAR圖像數(shù)據(jù)與SAR遙測(cè)數(shù)據(jù)編排、格式化處理，數(shù)據(jù)格式化將每個(gè)數(shù)據(jù)包劃分為以下3各部分(1)數(shù)據(jù)幀頭；(2) SAR 輔助數(shù)據(jù)；(3) SAR 圖像數(shù)據(jù)。步驟5 通過(guò)加擾處理軟件對(duì)格式化處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行加擾處理，形成混合了 SAR 圖像數(shù)據(jù)和SAR遙測(cè)數(shù)據(jù)的下傳SAR圖像數(shù)據(jù)流，加擾處理的具體方法可以采用通用的數(shù)據(jù)加擾處理方法，或采用自定義的數(shù)據(jù)加擾處理方法。步驟6 下傳SAR圖像數(shù)據(jù)流經(jīng)飛機(jī)的數(shù)傳鏈路設(shè)備下傳到地面；步驟7 通過(guò)解擾處理軟件對(duì)下傳SAR圖像數(shù)據(jù)流進(jìn)行解擾處理；步驟8 通過(guò)解格式化處理軟件或硬件電路進(jìn)行解格式化處理，分離出SAR圖像數(shù)據(jù)和SAR遙測(cè)數(shù)據(jù)；步驟9 依據(jù)不同的容錯(cuò)編碼方法，分別進(jìn)行以下容錯(cuò)校驗(yàn)處理(1)采用奇偶校驗(yàn)編碼的，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行奇偶校驗(yàn)；(2)采用糾錯(cuò)編碼的，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行糾錯(cuò)碼校驗(yàn)，對(duì)出現(xiàn)的錯(cuò)誤進(jìn)行糾錯(cuò)；
(3)采用多位置備份的，進(jìn)行一致性校驗(yàn)，對(duì)出現(xiàn)的錯(cuò)誤，采用過(guò)半數(shù)的一致值作為正確值。如圖2所示，圖2是圖像數(shù)據(jù)幀格式示意圖，包括幀頭、輔助數(shù)據(jù)、SAR圖像數(shù)據(jù)， 幀頭采用符合某一數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)頭定義方法，例如，可以采用下面數(shù)據(jù)頭定義方法形成幀頭數(shù)據(jù)(1)幀頭標(biāo)記(10 字節(jié)):AF AF FO FO 23 23 00 00 00 00(2)幀頭計(jì)數(shù)(4字節(jié)):00 00 00 00 FF FF FF FF遞增循環(huán)(3)保護(hù)位(2 字節(jié))E0 E5如圖3所示，圖3是壓縮圖像數(shù)據(jù)幀格式示意圖，包括幀頭、輔助數(shù)據(jù)、壓縮SAR圖像數(shù)據(jù)；如圖4所示，圖4是壓縮圖像數(shù)據(jù)與容錯(cuò)SAR遙測(cè)數(shù)據(jù)格式化數(shù)據(jù)幀格式示意圖， 包括幀頭、輔助數(shù)據(jù)、容錯(cuò)SAR遙測(cè)數(shù)據(jù)、壓縮SAR圖像數(shù)據(jù)；如圖5所示，圖5是加擾處理后數(shù)據(jù)幀格式示意圖，包括幀頭、輔助數(shù)據(jù)、加擾數(shù)據(jù)。 上述步驟3所述SAR遙測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)容錯(cuò)處理以降低無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸弓I入的誤碼產(chǎn)生數(shù)據(jù)錯(cuò)誤對(duì)SAR遙測(cè)帶來(lái)的影響，具體包括根據(jù)遙測(cè)數(shù)據(jù)的重要性采取不同的容錯(cuò)處理方法(1)最重要參數(shù)采用多個(gè)數(shù)據(jù)備份，如飛行速度參數(shù)，占據(jù)1字節(jié)，在編碼時(shí)利用5 個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)飛行速度參數(shù)，在地面錯(cuò)誤檢查時(shí)，分別檢查5個(gè)字節(jié)內(nèi)的數(shù)據(jù)，若有3個(gè)以上相同的值，則認(rèn)為該值為正確的飛行速度參數(shù)，否則飛行速度參數(shù)不正確；(2)次重要數(shù)據(jù)采取混合壓縮備份，將次重要數(shù)據(jù)分為1個(gè)或1個(gè)以上的組，每組數(shù)據(jù)單獨(dú)進(jìn)行糾錯(cuò)編碼，在地面，每個(gè)組單獨(dú)進(jìn)行錯(cuò)誤檢查，若出現(xiàn)錯(cuò)誤，進(jìn)行糾錯(cuò)處理，若不能糾錯(cuò)，則認(rèn)為該組數(shù)據(jù)不正確；(3) 一般數(shù)據(jù)進(jìn)行奇偶校驗(yàn)，將一般數(shù)據(jù)分為1個(gè)或1個(gè)以上的組，每組數(shù)據(jù)單獨(dú)進(jìn)行奇偶校驗(yàn)編碼，在地面錯(cuò)誤檢查時(shí)，每個(gè)組單獨(dú)進(jìn)行奇偶校驗(yàn)，若出現(xiàn)錯(cuò)誤，則認(rèn)為該組數(shù)據(jù)不正確。上述步驟5所述格式化處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行加擾處理，形成混合了 SAR圖像數(shù)據(jù)和 SAR遙測(cè)數(shù)據(jù)的下傳SAR圖像數(shù)據(jù)流，具體包括采用SAR遙測(cè)數(shù)據(jù)的下傳SAR圖像數(shù)據(jù)流交錯(cuò)加擾，或采用SAR遙測(cè)數(shù)據(jù)的下傳SAR圖像數(shù)據(jù)流單獨(dú)加擾。
權(quán)利要求
1.一種基于圖像數(shù)據(jù)流的合成孔徑雷達(dá)遙測(cè)方法，其主要步驟為1)采用將SAR遙測(cè)數(shù)據(jù)嵌入在SAR圖像數(shù)據(jù)流中；2)該數(shù)據(jù)流經(jīng)飛行器平臺(tái)的數(shù)傳鏈路下傳到地面；3)在地面從SAR圖像數(shù)據(jù)流中提取出SAR遙測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)SAR的遙測(cè)功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于圖像數(shù)據(jù)流的合成孔徑雷達(dá)遙測(cè)方法，其中，步驟1中所述將SAR遙測(cè)數(shù)據(jù)嵌入在SAR圖像數(shù)據(jù)流中具體包括SAR原始數(shù)據(jù)通過(guò)成像處理形成SAR圖像數(shù)據(jù)，SAR圖像數(shù)據(jù)壓縮形成壓縮SAR圖像數(shù)據(jù)，壓縮SAR圖像數(shù)據(jù)與經(jīng)容錯(cuò)處理后SAR遙測(cè)參數(shù)進(jìn)行混合格式化處理完成數(shù)據(jù)打包，格式化后的數(shù)據(jù)統(tǒng)一加擾處理形成傳輸SAR圖像數(shù)據(jù)流。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于圖像數(shù)據(jù)流的合成孔徑雷達(dá)遙測(cè)方法，其中，壓縮SAR圖像數(shù)據(jù)與經(jīng)容錯(cuò)處理后SAR遙測(cè)參數(shù)進(jìn)行混合格式化處理完成數(shù)據(jù)打包，是對(duì)SAR遙測(cè)參數(shù)進(jìn)行容錯(cuò)處理后，再與壓縮SAR圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行混合格式化處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于圖像數(shù)據(jù)流的合成孔徑雷達(dá)遙測(cè)方法，其中，格式化后的數(shù)據(jù)統(tǒng)一加擾處理形成傳輸SAR圖像數(shù)據(jù)流，是將格式化處理后的數(shù)據(jù)作為一個(gè)完整的數(shù)據(jù)流，對(duì)該數(shù)據(jù)流進(jìn)行加擾處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于圖像數(shù)據(jù)流的合成孔徑雷達(dá)遙測(cè)方法，其中，步驟3中在地面從SAR圖像數(shù)據(jù)流中提取出SAR遙測(cè)數(shù)據(jù)具體包括地面接收的傳輸SAR圖像數(shù)據(jù)流進(jìn)行解擾處理分離出格式化的壓縮SAR圖像數(shù)據(jù)與經(jīng)容錯(cuò)處理后SAR遙測(cè)參數(shù)，從容錯(cuò)處理后SAR遙測(cè)參數(shù)提取出所需的SAR遙測(cè)參數(shù)。
全文摘要
一種基于圖像數(shù)據(jù)流的合成孔徑雷達(dá)遙測(cè)方法，主要步驟包括采用將SAR遙測(cè)數(shù)據(jù)嵌入在SAR圖像數(shù)據(jù)流中，該數(shù)據(jù)流經(jīng)飛行器平臺(tái)的數(shù)傳鏈路下傳到地面，在地面從SAR圖像數(shù)據(jù)流中提取出SAR遙測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)SAR的遙測(cè)功能。本方法可以在飛行器平臺(tái)沒(méi)有專用的SAR遙測(cè)數(shù)據(jù)鏈路情況下，僅通過(guò)SAR圖像數(shù)據(jù)的下傳鏈路實(shí)現(xiàn)對(duì)SAR的遙測(cè)功能。
文檔編號(hào)G01S13/90GK102193092SQ201110032559
公開(kāi)日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2011年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月9日
發(fā)明者徐向輝, 李建雄, 樊邦奎, 王巖飛, 韓松 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所