臨近空間圓周合成孔徑雷達(dá)快速后向投影成像方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種臨近空間圓周合成孔徑雷達(dá)快速后向投影成像方法，針對(duì)臨近空間圓周合成孔徑雷達(dá)快速成像問(wèn)題，本發(fā)明的方法利用像素幅度誤差替代相干成像方法中的相位誤差作為成像精度的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)最小均方誤差原理，通過(guò)基于切比雪夫節(jié)點(diǎn)拉格朗日插值的格林函數(shù)的低階近似展開，將計(jì)算子孔徑投影的問(wèn)題轉(zhuǎn)換為計(jì)算有限個(gè)近似展開系數(shù)的問(wèn)題，在滿足聚焦精度的條件下可以盡可能地減小展開系數(shù)的個(gè)數(shù)，從而降低了算法計(jì)算復(fù)雜度，再利用遞歸運(yùn)算完成從粗聚焦到精聚焦的成像。與現(xiàn)有圓周SAR后向投影成像方法相比，運(yùn)算速度有顯著的提高，可以實(shí)現(xiàn)大場(chǎng)景的成像，而且成像精度更高。
【專利說(shuō)明】臨近空間圓周合成孔徑雷達(dá)快速后向投影成像方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于雷達(dá)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及合成孔徑雷達(dá)成像方法技術(shù)，具體涉及臨近空間圓周合成孔徑雷達(dá)成像技術(shù)中的快速后向投影成像方法。
【背景技術(shù)】
[0002]合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar,SAR)是一種全天時(shí)、全天候的現(xiàn)代高分辨率微波遙感成像雷達(dá)，在地形測(cè)繪、植被分析、海洋及水文觀測(cè)、環(huán)境及災(zāi)害監(jiān)視、資源勘探以及地殼微變檢測(cè)等領(lǐng)域，SAR發(fā)揮了越來(lái)越重要的作用。
[0003]臨近空間圓周合成孔徑雷達(dá)(CSAR)由于可以環(huán)繞成像區(qū)域進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)而有著很多突出的優(yōu)點(diǎn)，它能在較短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)大面積區(qū)域的快速觀測(cè)，觀測(cè)效率高等特點(diǎn)。另外，由于臨近空間CSAR對(duì)觀測(cè)區(qū)域進(jìn)行360°區(qū)域的觀測(cè)，可以有效提高了成像分辨率。
[0004]在圓形軌跡模式下，由于平臺(tái)飛行軌跡的特殊形式，雷達(dá)回波的方位頻譜難以推導(dǎo)，因此應(yīng)用于一般的直線SAR模式的頻域成像算法，如距離多普勒、ChirpScaling和波數(shù)域等算法均不能直接應(yīng)用于CSAR。可以用于臨近空間CSAR成像的頻域算法為改進(jìn)的波數(shù)域算法，在文獻(xiàn):A Novel Modified Omega-K Algorithm forCircular trajectory Scanning SAR Imaing Using Series Reversion, Yi Liao,Meng-dao Xing, Lei Zhang, Zheng Baoj ((EURASIP Journal on Advances in SignalProcessing)), 2013:64,提出了 一種用基于序列反轉(zhuǎn)的波數(shù)域方法，成像效果較為精確，但是此方法計(jì)算二維波數(shù)域頻譜的過(guò)程較為復(fù)雜，并且算法復(fù)雜度為N2.5 (其中，N為數(shù)據(jù)方陣的大小)，不能實(shí)現(xiàn)快速成像；另一種成像方法為后向投影算法，傳統(tǒng)反投影方法運(yùn)算耗時(shí)較長(zhǎng)，在文獻(xiàn):Processing of Circular SAR Trajectorieswith Fast Factorized Back—Projection，Octavio Ponce,Pau Prats,MarcRodriguez-Cassolaj Rolf Scheiber, Andreas Reigber，《Geoscience and Remote SensingSymposium(IGARSS) 2011IEEE International)), 2011:3692_3695，釆用快速分塊后向投影方法，算法復(fù)雜度降為N21g(N),并通過(guò)限制投影相位誤差的方法達(dá)到聚焦效果，有效改進(jìn)了反投影算法，而此算法僅考慮投影的相位誤差，忽略了點(diǎn)的像素幅度誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，研究一種臨近空間圓周合成孔徑雷達(dá)快速后向投影成像方法，通過(guò)降低幅度誤差實(shí)現(xiàn)快速精確成像。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種臨近空間圓周合成孔徑雷達(dá)快速后向投影成像方法，具體包括如下步驟:
[0007]步驟一:原始回波距離壓縮，
[0008]平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)半徑為r。，飛行高度為H，飛行線速度記為V，則平臺(tái)的飛行角速度為wv=V/r。,觀測(cè)場(chǎng)景內(nèi)任意點(diǎn)目標(biāo)的坐標(biāo)記為(x，y)；
[0009]目標(biāo)距離歷史為R(t;x，y)，[0010]
【權(quán)利要求】
1.一種臨近空間圓周合成孔徑雷達(dá)快速后向投影成像方法，具體包括如下步驟: 步驟一:原始回波距離壓縮， 平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)半徑為rc，飛行高度為H，飛行線速度記為V，則平臺(tái)的飛行角速度為Wv=V/r。，觀測(cè)場(chǎng)景內(nèi)任意點(diǎn)目標(biāo)的坐標(biāo)記為(x，y)； 目標(biāo)距離歷史為R(t;x，y),
【文檔編號(hào)】G01S13/90GK103869315SQ201410100867
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】楊海光, 武俊杰, 宋雷權(quán), 孫稚超, 黃鈺林, 楊建宇 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)